研究目的
分析和理解电子与质子辐照对空间光伏用表面钝化p型掺杂锗样品的影响,重点关注其对少数载流子寿命和扩散长度的作用。
研究成果
研究表明,电子和质子辐照会显著降低p型锗晶圆的少数载流子寿命,其退化程度取决于掺杂水平和辐照注量。尽管存在性能退化,低掺杂且经过钝化的锗晶圆仍有望用于下一代太空太阳能电池,尤其适用于中等辐照暴露的应用场景。
研究不足
该研究的局限性在于μW-PCD方法的检测限(约5微秒)以及因相互作用截面不同而无法直接比较电子与质子注量。锗中辐照诱发缺陷的本质尚未完全明确,且该研究未提供质子辐照下太阳能电池性能的详细预测。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用微波检测光导衰减(μW-PCD)法评估p型锗晶圆辐照前后的少数载流子寿命。
2:样品选择与数据来源:
使用无位错直拉法生长的4英寸不同掺杂浓度锗晶圆。
3:实验设备与材料清单:
配备Semilab系统的μW-PCD测量装置、用于表面钝化的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)反应器,以及电子/质子辐照设施。
4:实验流程与操作步骤:
锗晶圆经SixC1-x层叠钝化后,接受不同注量的1 MeV电子及质子辐照,随后测量少数载流子寿命。
5:数据分析方法:
通过有效少数载流子寿命分析估算扩散长度,并评估辐照对体复合与表面复合的影响。
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获取完整内容-
Semilab setup
μW-PCD
Semilab
Measuring the exponential decay of excess minority carriers after a short laser illumination.
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PECVD reactor
Deposition of amorphous SixC1-x:H layer for surface passivation.
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DISCO dicing saw
DISCO
Cutting samples out of Ge wafers.
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Ortec 439 digital current integrator
439
Ortec
Integrating the electron charge at the back of the sample during irradiation.
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