研究目的
为证明II型GaAsSb/GaAsN超晶格可作为单片多结太阳能电池中1.0-1.15 eV带隙晶格匹配子电池的合适结构，从而克服体材料GaAsSbN在太阳能电池应用中的难题。
研究成果
具有薄周期的应变平衡GaAsSb/GaAsN II型超晶格是高效多结太阳能电池中块体GaAsSbN材料的有前途替代方案，能提供更优的材料质量、可调的辐射寿命以及增强的载流子提取效率。
研究不足
该研究聚焦于GaAsSb/GaAsN超晶格的材料特性及初始太阳能电池性能，其器件结构尚未针对最高效率进行完全优化。需进一步优化层厚度、掺杂浓度及器件架构。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过分子束外延（MBE）生长GaAsSb/GaAsN超晶格，并采用多种技术表征其结构与光学特性、载流子动力学及太阳能电池性能。
2：样品选择与数据来源：
样品生长于GaAs (001) n+衬底上，活性层具有不同厚度和组分，通过透射电镜（TEM）、高分辨X射线衍射（HR-XRD）、光致发光（PL）、时间分辨光致发光（TR-PL）和外部量子效率（EQE）进行表征。
3：实验设备与材料清单：
Riber 32型MBE系统、JEOL 2100型透射电镜、X’Pert Pro Pan’alytical高分辨X射线衍射仪、用于PL测量的氦氖激光器、用于TR-PL测量的时间相关单光子计数系统以及用于EQE测量的QTH光源。
4：实验流程与操作步骤：
在受控条件下生长样品，进行结构与光学表征，制备太阳能电池器件，并在AM1.5G标准光谱下评估性能。
5：5G标准光谱下评估性能。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：通过TEM和HR-XRD分析结构特性，通过PL和TR-PL分析光学特性，通过EQE和IV测量评估太阳能电池性能。
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获取完整内容-
JEOL 2100 TEM
2100
JEOL
Used for obtaining dark field 002 images to analyze the structural properties of the samples.
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X’Pert Pro Pan’alytical HR-XRD system
X’Pert Pro
Pan’alytical
Used for high-resolution X-ray diffraction θ-2θ scans to analyze the structural properties of the samples.
-
Keithley sourcemeter
K230
Keithley
Used for photocurrent measurements to evaluate the performance of the solar cell devices.
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Keithley electrometer
K617
Keithley
Used for photocurrent measurements to evaluate the performance of the solar cell devices.
-
Riber 32 MBE system
Riber
Used for the growth of GaAsSb/GaAsN superlattices by molecular beam epitaxy.
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He–Ne laser
Used for photoluminescence (PL) measurements to analyze the optical properties of the samples.
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Time-correlated single photon counting system
Used for time-resolved PL (TR-PL) experiments to analyze the carrier dynamics in the samples.
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QTH lamp
Used for photocurrent measurements to evaluate the performance of the solar cell devices.
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Oriel solar simulator
Oriel
Used for measuring current-voltage curves under AM1.5G standard spectrum to evaluate the performance of the solar cell devices.
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