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[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) - 微粒辅助制绒(MPAT)工艺对原切片晶体硅纹理尺寸的控制
摘要: 在切割后的晶体硅(c-Si)上,当将玻璃微粒与传统碱性制绒溶液混合时,纹理尺寸从约22微米大幅减小至小于2.7微米。加工时间从超过15分钟显著缩短至约3分钟,单面c-Si损耗也从超过8微米降至2微米。因此,该工艺适用于极薄c-Si。可实现高质量表面钝化,有效少数载流子寿命超过7毫秒,对应表面复合速度为0.38厘米/秒。涂覆减反射膜后,在这种新纹理上实现了600纳米波长处约0.4%的反射率,以及在450-950纳米宽波段内小于2%的反射率。
关键词: 光伏电池、光捕获、载流子寿命、蚀刻、清洗、硅、化学工艺
更新于2025-09-19 17:13:59
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[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) - 氧气、光照和温度对卤化物钙钛矿影响(吸收与输运特性)的原位与非原位研究
摘要: 本研究采用对无机薄膜极具效力的表征技术,探究了多阳离子杂化钙钛矿薄膜的特性。特别地,我们通过稳态光生载流子光栅法,直接观测氧吸附/解吸过程对材料电子特性的影响,揭示了不同环境或热应力下双极扩散长度的演变规律。此外,利用可探测弱吸收(E<Eg)的傅里叶变换光电流光谱技术,研究了光照对吸收特性的影响。
关键词: 载流子寿命、光伏电池、有机无机杂化材料
更新于2025-09-19 17:13:59
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单晶钙钛矿纳米线中超过81纳秒的载流子寿命实现了大开关比光电探测器
摘要: 单晶钙钛矿纳米线因其能通过自然形成的边界在纳米尺度上操控光与载流子的独特优势,成为光探测及其他光电子应用的理想候选材料。尽管已付出大量努力来生长高质量单晶钙钛矿纳米线,但其载流子寿命仍远低于块体单晶材料。本研究基于精细动力学控制的表面引发溶液生长法,制备出载流子寿命长达81纳秒的高质量单晶MAPbI3纳米线,其性能超越所有其他溶液法制备的单晶MAPbI3纳米线。由此制备的金属-半导体-金属光电探测器在1V偏压下暗电流极低(180飞安),在10.2毫瓦/平方厘米光照下电流为340皮安,对应开关比达1880——这是未经任何钝化处理的MAPbI3纳米线光电探测器中最大的开关比。如此优异的性能归因于生长所得具有减少晶界的高寿命MAPbI3纳米线。该高性能MAPbI3纳米线光电探测器在成像传感器领域具有应用潜力。
关键词: 纳米线、钙钛矿、单晶、光探测、载流子寿命
更新于2025-09-19 17:13:59
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[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)- 材料体系早期潜在表面与体相质量的荧光激发光谱表征
摘要: 光致发光激发光谱(PLE)是一种非接触式表征技术,可用于量化直接带隙实验半导体材料及器件中的肖克利-里德-霍尔(SRH)寿命和复合速度。该技术无需开发有效接触工艺即可实施,因此对评估表面钝化效果及中间制备工艺也具有重要价值。本文提出一种新型实验性PLE系统,可对上述参数进行基于精度的量化测量,并实现PLE绝对特性表征。绝对PLE测量可直接计算新型光伏(PV)材料体系及器件的开路电压(VOC)。该系统关键性能包括:300纳米至1.1微米的连续激发光谱范围、自动化表征功能、最高1纳米波长分辨率(较先前研究提升高达60倍),以及降低数据后处理所需的椭偏仪要求。我们采用GaAs双异质结(DH)和InP晶体晶圆作为校准标准,通过与基于LED的PLE数据进行对比,验证了该新系统所获结果的有效性。
关键词: 光伏电池、磷化铟、载流子寿命、砷化镓、光致发光
更新于2025-09-19 17:13:59
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多核与二维固态核磁共振揭示5-氨基戊酸碘化物稳定的高效甲脒基钙钛矿太阳能电池的原子级微观结构
摘要: 无机-有机杂化钙钛矿的化学掺杂是提升钙钛矿太阳能电池(PSCs)性能与运行稳定性的有效途径。本研究采用5-氨基戊酸碘化物(AVAI)对α-FAPbI3结构进行化学稳定化处理。通过固态MAS核磁共振技术,我们揭示了分子调节剂与钙钛矿晶格在原子尺度的相互作用,并借助密度泛函理论(DFT)计算提出了稳定三维结构的结构模型。研究发现,在AVAI存在下进行钙钛矿一步沉积可制备出具有大尺寸微米级晶粒的高结晶度薄膜,瞬态吸收光谱测试表明其载流子寿命显著延长。由此优化的AVAI基器件实现了太阳能电池性能的大幅提升,最高功率转换效率(PCE)达18.94%。在连续白光照射及最大功率点跟踪测试条件下,器件经300小时运行后仍保持初始效率的90%。
关键词: 功率转换效率、密度泛函理论、钙钛矿太阳能电池、化学掺杂、固态MAS核磁共振、载流子寿命、5-氨基戊酸碘化物
更新于2025-09-16 10:30:52
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II型超晶格光电探测器与HgCdTe光电二极管对比
摘要: 碲镉汞(HgCdTe)合金作为红外(IR)技术中最重要的本征半导体材料,其发展已得到充分确立和公认。尽管材料和器件质量已取得显著成就,但由于体材料和表面不稳定性、成品率较低以及成本较高(特别是在长波红外阵列制造方面),该材料仍存在缺陷。这些材料难题促使研究人员探索其他化合物以提升器件性能。自1978年坂井和江崎发表首篇论文以来,学界已知砷化铟(InAs)与锑化镓(GaSb)构成近乎晶格匹配的材料体系,为红外光电器件设计提供了极大灵活性。四十年来,III-V族II型超晶格(T2SL)探测器技术作为碲镉汞的潜在替代方案正蓬勃发展。探测器设计中的创新理念提升了T2SL在红外材料探测器技术领域的地位,该材料体系尤其有助于单极势垒的设计。 本文对比了HgCdTe与T2SL两种材料体系的基本物理特性及其对探测器性能的影响(包括暗电流密度、RA乘积、量子效率及噪声等效温差)。与碲镉汞相比,T2SL的基本特性处于劣势。但另一方面,T2SL及势垒探测器具有隧道电流与表面漏电流更低、俄歇复合机制受抑制等优势。迄今为止,这些探测器更优性能的预期尚未实现。本文研究表明,T2SL探测器的性能指标(暗电流、电流响应度及噪声等效温差)均低于体材料碲镉汞光电二极管。由于III-V族半导体具有更强的非离子性化学键,这些材料因制造工艺稳定性和器件稳定性而备受青睐。研究还预测,带间跃迁型T2SL量子级联器件将超越高温工作碲镉汞探测器的性能表现。
关键词: II型超晶格、响应度、碲镉汞、工作能力、暗电流、带间级联红外探测器、载流子寿命
更新于2025-09-16 10:30:52
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量子点LED的等效电路及有源层载流子寿命的获取
摘要: 我们提出了一种量子点发光二极管(QLED)的等效电路模型,其中电阻和电容参数均通过QLED的物理特性表示。该等效电路的有效性已通过实测数据验证。通过对比QLED的实测频率响应与等效电路的计算频率响应,我们能够推导出QLED有源层中的载流子寿命。该等效电路模型的建立有助于简化QLED电学特性的分析过程。
关键词: 量子点发光二极管、频率响应、载流子寿命、等效电路
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过应变耦合的InAs/GaAs<sub>1-x</sub>Sb<sub>x</sub>量子点异质结构实现发射波长的宽范围可调谐性
摘要: 通过采用GaAs1?xSbx覆盖层对应变耦合双层InAs量子点(QD)异质结构进行处理,实现了在更宽的光通信波长范围(1.38微米至1.68微米)内调节光致发光发射。研究表明,通过改变覆盖层中锑含量和厚度来调节两量子点层之间的应变,会显著影响量子点尺寸。当覆盖层中锑含量较高时,观察到带对齐从I型转变为II型。此外,在具有II型带对齐的量子点异质结构中,载流子寿命提高了三倍。我们认为,这对光电器件应用具有重要意义。
关键词: 砷化镓1-x锑化物x覆盖层、载流子寿命、光电器件应用、光致发光发射、应变耦合双层砷化铟量子点、I型至II型能带排列、光通信波长
更新于2025-09-12 10:27:22
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结合有机吸光层与电荷传输氧化物的溶液法制备光电晶体管,用于可见光至红外光探测
摘要: 本报告展示了一种高性能红外光电晶体管,其采用宽带吸收有机体异质结(BHJ)层,响应范围覆盖可见光至短波红外(500纳米至1400纳米)。该器件结构基于双层晶体管沟道,实现了光生电荷与电荷传输的解耦,使两个过程可独立优化。通过掺入高极化性添加剂樟脑(可延长载流子寿命),有机BHJ层性能得到提升。同时采用高电子迁移率的氧化铟锌传输层以实现快速电荷传输。最终该光电晶体管在20纳瓦/平方厘米的低功率光照下,实现了127分贝的动态范围和5×1012琼斯级的比探测率,在1300纳米以下光谱范围内性能超越商用锗光电二极管。光电器件指标通过施加电压、入射光功率和时间带宽进行测量,证实其可在50赫兹视频帧率下工作。特别分析了光电晶体管特性随频率和光照的变化规律,以理解不同工作条件下光电导增益的改变机制。
关键词: 短波红外、光电晶体管、氧化铟锌、体异质结、载流子寿命、半导体聚合物、樟脑
更新于2025-09-11 14:15:04