锗量子点超晶格的制备及其在太阳电池中的应用

提高效率、降低成本是太阳电池研究面临的两大难题。基于薄膜纳米材料和叠层结构的第三代太阳电池有望实现高效率、低成本，是目前太阳电池研究的国际前沿之一。针对常规的在单层介质膜中制备的纳米材料存在晶粒密度小、晶粒尺寸和位置分布都不均匀、掺杂效率低，影响材料的光、电性能的缺点，和Ge纳米晶相对于Si纳米晶具有的量子效应明显、易制备（Ge比Si的熔点低）优点，本项目①采用磁控溅射，交替沉积(Ge+SiO2)/SiO2多层薄膜，结合退火，制备镶嵌于SiO2介质膜中的高质量的多层Ge纳米晶以形成Ge量子点超晶格；②研究Ge量子点超晶格的形成机理及Ge量子点超晶格的光学和电学特性与其结构的关系；③制作有较高效率（≥6%）的单p-i-n结Ge量子点超晶格电池。创新之处在于首次在SiO2介质膜中制备Ge量子点超晶格并研制Ge量子点超晶格电池，有望为最终研制出第三代纳米叠层太阳电池奠定理论和技术基础。