[发明专利]一种铁电畴定义的串联二维光伏电池及制备方法

权利要求书

1.一种铁电畴定义的串联二维光伏电池，包括铁电功能层(1)、金属电极(2)、双极性过渡金属化合物二维半导体(3)、绝缘硅衬底(4)，其特征在于，

所述的串联二维光伏电池结构自上而下依次为：铁电功能层(1)、金属电极(2)、双极性过渡金属化合物二维半导体(3)、绝缘硅衬底(4)，其中：

所述的铁电功能层(1)为聚偏氟乙烯基铁电聚合物薄膜，厚度为60纳米；

所述的金属电极(2)为铬覆盖在双极性过渡金属化合物二维半导体上，金覆盖在铬上面的形状为立方体的3个金属电极，分别设置在双极性过渡金属化合物二维半导体(3)的两端及中间，铬厚度为15纳米，金厚度为25纳米；

所述的双极性过渡金属化合物二维半导体(3)为双极性过渡金属化合物MoTe₂，厚度为8-12纳米；

所述的绝缘硅衬底(4)为表面覆盖有厚度为285纳米的二氧化硅的硅衬底。

2.一种制备如权利要求1所述铁电畴定义的串联二维光伏电池的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)采用机械剥离转移方法将双极性过渡金属化合物二维半导体(3)转移至绝缘硅衬底(4)表面；

2)采用紫外光刻技术或者电子束曝光技术，结合热蒸发及剥离工艺制备3个金属电极(2)，且3个金属电极分别位于双极性过渡金属化合物二维半导体(3)的两端及中间，形成左右两个平行的沟道；

3)运用旋涂方法制备铁电功能层(1)，并在130℃温度下退火2小时保证功能层的结晶特性；

4)利用压电力显微镜极化铁电功能层，具体方法为：利用压电力显微镜针尖施加在铁电功能层(1)上的电压来极化P(VDF-TrFE)，扫描电压和扫描频率分别控制为±25V和1.5Hz，扫描过程中，材料左数第一个沟道的左侧P(VDF-TrFE)施加+25V扫描电压，右侧施加-25V扫描电压，使两边的极化方向相反，极化方向分别指向和背向二维材料；同理，材料左数第二个沟道的左侧P(VDF-TrFE)施加+25V扫描电压，右侧施加-25V扫描电压，使两边的极化方向分别远离和指向二维材料，进而利用铁电场调控二维材料形成面内PNPN结。