[发明专利]基于纳米薄膜矩形偶阵列和纳米PN结的微纳发电机

摘要

本发明的基于纳米薄膜矩形偶阵列和纳米PN结的微纳发电机，衬衬底为N型硅片，制备有绒面，氧化铝膜，光电P型掺杂区，光电N型掺杂区，SiO2隔离层，光电电极，光电电极如图3所示进行连接，然后制备了第一氮化硅隔离层，用于隔离热电光电。本微纳发电机的热电部分由热电堆单元组成，热电堆单元是由P型热电臂和N型热电臂构成的，热电臂采用周期性的纳米硅多层薄膜，通过溅射一层金属Ti/Au层串联P型和N型热电臂，串联得到如图4所示的热电堆单元结构。本发电机采用的硅纳米的热导率远低于传统体材料，从而极大的提高了热电发电效率，通过热电光电能量转换，利用射频收发组件工作时产生的废热和环境中的光照，得到可持续的绿色能源。

主权项

1.一种基于纳米薄膜矩形偶阵列和纳米PN结的微纳发电机，其特征是：该微纳发电机由制作于同一N型硅衬底(1)上的光电池和热电发电机两个部分构成，中间隔有第一氮化硅隔离层(8)，光电部分制作有绒面(2)，氧化铝膜(3)，光电P型掺杂区(4)，光电N型掺杂区(5)，SiO2隔离层(6)，光电电极(7)；热电发电机部分由若干个热电堆单元组成，电堆单元包括热电堆的P型臂(9)，热电堆的N型臂(10)，第二氮化硅隔离层(11)，热电堆的电极Ti/Au层(12)，第三氮化硅隔离层(13)，散热板金属Al层(14)；热电堆的P型臂(9)和热电堆的N型臂(10)采用周期性的纳米硅多层薄膜，非晶硅(a‑Si)薄膜由非晶硅和碳化硅薄膜交替排列而成，非晶硅子层厚度为4nm；该发电机用于射频收发组件中，光电池部分，其受光面朝上，用来接受环境中的光线，采用背面结结构，从而消除了正面电极遮光，提升了光电效率；热电部分由若干个图4所示的热电堆单元组成，其具有较高的填充因子，能量密度大大提高；采用的纳米硅薄膜的热导率远低于传统体材料，可以实现一边维持电子运输，一边抑制热量输送，从而极大的提高了热电发电效率。