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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2019
研究主题
  • A3. 金属有机气相外延 B2. 半导体砷化镓 B3. 太阳能电池 A1. 晶体形貌
应用领域
  • 材料科学与工程
机构单位
  • The University of Tokyo
  • Taiyo Nippon Sanso Corporation
  • National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
86 条数据
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  • 用于增强热电子能量转换的光伏阳极

    摘要： 热电子能量转换器是一种基于热阴极向冷阳极直接发射电子的热力发动机。由于热电子发射不可避免地伴随光子发射，辐射能量传递成为这类器件中显著的能量损失来源。在本信函中，我们通过实验证明了一种混合式热电子-光伏器件，该器件不仅能利用电子发电，还能利用阴极发射的光子发电。热电子被注入砷化镓半导体阳极的价带，随后通过光伏效应被泵送至导带，最终从导带提取出来产生可用能量，之后再重新注入阴极。我们证明，与采用相同材料且在相同条件下运行的参考热电子器件相比，这种混合器件能产生约1V的电压提升。这一概念验证为开发高效的热电子和光伏器件以实现热能直接转化为电能铺平了道路。

    关键词： 热电子能量转换、光伏、混合器件、升压、砷化镓

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于单壁碳纳米管顶层应用的砷化镓基太阳能电池新型设计策略

    摘要： 提高太阳能电池效率的尝试涉及其所有组成部分，并与制造工艺直接相关。虽然目前高效光伏器件最有前景的材料平台仍是III-V族半导体，但引入具有独特导电性与透明度组合特性的新型材料（如单壁碳纳米管SWCNTs）可能显著提升器件性能。本文首次报道了采用SWCNTs顶接触的薄膜GaAs太阳能电池的制备与表征结果。我们通过光学和电子束诱导电流技术研究了SWCNTs薄膜与半导体结构间的接触。相比传统金属栅极接触电池，该器件展现出更优性能——功率转换效率从10.6%提升至11.5%，这源于光电流收集效率的增强以及发射层中寄生光吸收的降低。我们展望未来可利用SWCNTs的多功能性来制造高效光伏器件（包括柔性太阳能电池）。

    关键词： 电子束感应电流（EBIC）、外量子效率（EQE）、太阳能电池、砷化镓（GaAs）、单壁碳纳米管（SWCNT）、光束感应电流（OBIC）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 展示GaInP/GaAs三端异质结双极晶体管太阳能电池

    摘要： 三端异质结双极晶体管太阳能电池（HBTSC）概念可实现具有独立电流提取的单片双结器件。我们展示了一种由GaInP和GaAs异质结构成的HBTSC。顶部与底部结在标准光照下开路电压（VOC）分别为1.33伏和0.99伏，填充因子（FF）均超过80%。在标准光照条件下，将任一结的偏压从VOC降至最大功率点仅轻微影响另一结性能（效率损失<0.5%）。这些结果表明HBTSC概念具备制造高效独立连接双结太阳能电池的潜力。

    关键词： 光伏电池、独立电流、多端子、磷化镓铟、砷化镓、双结

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - InAs/GaAs量子点超晶格太阳能电池中的热载流子提取

    摘要： 我们在15K温度下，对含有InAs/GaAs量子点超晶格（QDSL）作为光吸收层的GaAs太阳能电池进行了热载流子（HC）提取演示。由于带隙以下激发时的态填充效应，QDSL太阳能电池的短路电流密度和开路电压随激发光子密度呈阶梯状变化。此外，通过增加QDSL周期来提高吸收率，源自热载流子提取的短路电流密度和开路电压得到了增强。

    关键词： 砷化铟量子点，砷化镓，量子点超晶格，能量选择势垒，热载流子太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 用于光功率传输的光伏电池的光捕获技术

    摘要： 用于光功率传输的光伏电池能将来自有限方向的激光转换为电能。这种光照条件与太阳能电池的情况截然不同。通过在前表面设置由介质多层膜构成的角度选择滤光片，后表面配置漫反射器，可有效捕获入射激光和光伏电池的辐射光。在872纳米波长、1瓦/平方厘米激光照射条件下，相比×4n2捕获理论，这种光捕获效应能使砷化镓光伏电池的单色转换效率绝对值提升9%。

    关键词： 砷化镓、光捕获、转换效率、光功率传输、光伏电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 砷化镓波导作为直接中红外振动光谱的平台

    摘要： 近年来，中红外（MIR）光谱技术已发展成为适用于多种分析检测任务的通用而强大的传感工具。衰减全反射（ATR）技术因其近乎实时开展无损检测的潜力而日益受到关注。在ATR技术中，采样界面（即连接样品与倏逝场的ATR波导及其材料特性）是核心组件，能确保高效的光子-分子相互作用。砷化镓（GaAs）是相较于常用ATR波导材料（包括但不限于硅、硒化锌和金刚石）的通用替代材料。基于砷化镓的内部反射元件（IREs）是新一代半导体基波导，本文首次将其与传统傅里叶变换红外（FT-IR）光谱技术结合应用于直接光谱分析。除对ATR波导进行表征外，我们还监测了典型表面反应，并通过利用表面增强红外吸收（SEIRA）效应实现信号放大来演示痕量分析物的检测。以食品和饲料安全分析中的模型分析物——真菌毒素黄曲霉毒素B1（AFB1）为例，展示了该技术的实际应用价值。

    关键词： 中红外化学/生物传感器、表面修饰、砷化镓、自组装单分子层、消逝场吸收、表面增强红外吸收

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 对称GaAs/AlGaAs量子点的高温液滴外延生长

    摘要： 我们介绍了一种基于控制GaAs(111)A表面液态镓纳米液滴砷化动力学的高温液滴外延工艺。通过采用高温环境实现液滴外延量子点的自组装，解决了该制备过程中材料缺陷这一关键问题——这些缺陷曾限制了液滴外延技术在单光子/纠缠光子源等量子光子学应用中的使用。我们确定了参数空间中能使量子点以目标发射波长和高度对称形态自组装，同时保持优异光学品质的区域，并对液滴砷化过程中的生长参数作用机制进行了理论探讨与建模。

    关键词： 砷化镓/铝镓砷，量子光子学，砷化动力学，高温液滴外延，量子点

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • GaAs(001)衬底上的L1?-MnAl超薄膜：硬磁MnAl层与软磁Mn-Ga-As-Al界面

    摘要： 在GaAs(001)衬底上外延生长了厚度为1至5纳米的铁磁性MnAl(L10-MnAl相)超薄膜。通过调节样品制备和生长参数，在无需缓冲层的情况下获得了超过8千奥斯特的矫顽力。分子束外延腔室配备的原位表征技术（X射线光电子能谱和低能电子衍射）进行的表面与界面分析显示，形成了由Mn-Ga-As-Al组成的铁磁界面，其贡献与MnAl合金薄膜形成竞争。该界面的出现为理解文献中报道的MnAl基薄膜生长机制提供了重要信息。

    关键词： X射线光电子能谱、铁磁性、砷化镓、分子束外延、低能电子衍射、超薄膜、L10-MnAl

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [IEEE 2018年第五代移动通信世界论坛(5GWF) - 美国加利福尼亚州硅谷 (2018.7.9-2018.7.11)] 2018 IEEE 5G世界论坛(5GWF) - 面向24GHz与28GHz宽带5G解决方案的封装高功率前端?？?

    摘要： 本文介绍了工作在24-31GHz频段的宽带塑料低成本封装5G高功率前端（HPFE）的实现方案与特性。该演示样机包含采用混合工艺技术实现的发射与接收通路：碳化硅基150纳米氮化镓（AlGaN/GaN on SiC）与150纳米砷化镓（GaAs）。发射通路（Tx）的连续波（CW）实测功率结果显示，在24-31GHz频段内最大输出功率（POUT,Tx）超过2瓦（33.5dBm），漏极效率（DE）达25%，功率附加效率（PAE）为24%，插入增益（GI,Tx）为36dB。接收通路（Rx）在同一频段内呈现30毫瓦（15.5dBm）的最大输出功率（POUT,Rx），平均噪声系数（NF）为3.6dB，对应插入增益（GI,Rx）为20dB。通过采用数字预失真（DPD）技术测试多种25/50及100MHz信道间隔的M-QAM调制信号，HPFE/Tx通路在线性输出功率17dBm至25dBm范围内实现了48dBc的邻道泄漏比（ACLR）和40dB的均方误差（MSE）。与另外两款用于电信应用的线性砷化镓放大器相比，该HPFE在保持更高效率的同时展现出相当的线性性能。得益于混合工艺方案，该设计在集成度、电性能与成本之间实现了优化平衡。

    关键词： 单片微波集成电路（MMIC）、赝调制高电子迁移率晶体管（PHEMT）、砷化镓、塑料封装、收发通道、低噪声放大器、氮化镓、功率放大器、开关

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 抗辐射太空太阳能电池

    摘要： 使用纳米线制造的太阳能电池能够承受比平面晶体薄膜电池高达40倍的高能辐射，这使得纳米版本特别适合为卫星和航天器供电。加州理工学院的Harry A. Atwater及其同事制备了太阳能电池，其吸光层由垂直生长于基底的砷化镓纳米线阵列（长度3微米）或磷化铟纳米线阵列（长度2微米）构成。研究人员用100和350千电子伏特的质子辐照这些器件——这与太空环境中的辐射强度相当。与相同材料制成的薄膜太阳能电池相比，纳米线电池在电流性能下降前能承受10至40倍的质子辐照量。模拟显示高能质子会从纳米线中射出从而减少损伤，而在晶体薄膜中则会滞留。研究人员认为，纳米线更大的表面积更利于缺陷从结构中迁移出去。

    关键词： 太阳能电池、太空、磷化铟、抗辐射、纳米线、砷化镓

    更新于2025-09-23 15:19:57