金属酞菁配合物在MPc-GaAs半导体电极上的光伏效应

在光电化学电池(PEC)中分别测定了6种典型的金属酞菁配合物(MPc)在GaAs单晶电极上所形成的异质结的光伏效应,并研究了不同介质电对及介质溶液的酸碱性对光伏效应的影响,结果表明:O_2/H_2O(KCl溶液)及l_2/l~-_3是两种较好的电池介质电对;介质溶液酸碱性的改变对金属酞菁配合物的光伏效应有较大的影响;6种金属酞菁配合物中ZnPc、MgPc具有较好的光伏效应。     

ITO/Si(n)异质结构的侧向光伏效应研究

本文报道了由磁控溅射技术在n型单晶Si衬底上制备不同厚度ITO异质结构的侧向光伏效应.通过不同波长和不同功率激光照射下侧向光电压的研究发现,ITO/Si(n)异质结构的位置灵敏度随着激光功率和波长增加而增大,该结果归因于光激发电子-空穴对的数量在相同波长下正比于激光功率,并且在相同功率下正比于激光波长;另外,侧向光伏效应强烈依赖于ITO薄膜的厚度,随着薄膜厚度的增加,侧向光电压和非线性度均呈指数下降,这主要是由于ITO薄膜电阻率减小诱导的表面扩散长度增加所致.我们的研究结果表明,通过合理控制ITO薄膜厚度可以得到灵敏度较高且线性度较好的侧向光电压,有望实现ITO/Si(n)异质结构在位置灵敏探测器领域的潜在应用.     

Bi2Te3/Si异质结中的侧向光伏效应

碲化铋(Bi₂Te₃)是一种典型的拓扑绝缘体材料,在热电、光电和自旋电子学领域具有广阔应用前景.本文采用脉冲激光沉积技术在Si衬底上制备了不同厚度的Bi₂Te₃薄膜,详细研究了Bi₂Te₃/Si异质结中的侧向光伏响应特性.结果表明,该异质结的侧向光伏响应强烈依赖于Bi₂Te₃层厚度,随厚度增加呈现先快速增加至一极值,然后逐渐减小的变化趋势.用不同波长和功率的激光照射测量时发现,该异质结具有405~808 nm的较宽响应波段,且位置灵敏度随激光功率增加而增大并最终趋于饱和,其中671 nm的侧向光伏响应性能最好,最高位置灵敏度达到3.4×10^-2 V/mm.以上结果为研发基于Bi₂Te₃的高灵敏、宽波段光位敏探测器提供了重要参考.     

ZnO不同微结构/ZnFe_2O_4复合薄膜光生电荷热动力学与光电性质研究

采用不同方法分别制备出ZnO纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米管4种微结构,以ZnFe2O4为无机染料敏化剂在ITO透明导电玻璃上制备成ZnO不同微结构/ZnFe2O4异质结.XRD检测结果表明,所有复合结构中两种组分都达到了良好的结晶状态;而且,各复合薄膜体系都呈现出了异质结复合结构的光吸收特性,但光吸收性质差异不明显.稳态表面光电压谱测试结果表明,各异质结构都呈现出优于单一组分的光伏响应特性;而且,4种异质结构光伏性质呈现出:ZnO纳米管/ZnFe2O4ZnO纳米棒/ZnFe2O4ZnO纳米线/ZnFe2O4ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4的特点.在较弱正外电场诱导下,复合薄膜仍然保持稳态下的光伏响应特性;随着外电场逐步提高,ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4光伏性质增加非常明显,在+2V电压诱导下,ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4已接近ZnO纳米管/ZnFe2O4的光伏响应强度,并明显高于另外两种异质结构的光伏性质.从光阳极微结构、自由电荷扩散长度、空间电荷区厚度、载流子参数、内建电场和能级匹配几个方面,详细讨论了ZnO/ZnFe2O4异质结中光生电荷分离的影响因素以及光生电荷传输机制.     

太阳能级回收硅料清洗效果研究简

通过对光伏领域回收硅料表面处理一般方法的研究,使用ICP-MS对比分析了光伏产业使用不同类型硅料经混酸腐蚀处理前后,表面金属杂质种类、含量及清洗效果的变化,并使用SEM对硅料清洗前后的形貌进行了微观分析.结果表明HF/HNO3混酸体系对于过渡族金属杂质Cu、Zn、Mn去除效果较好,对于Ti、Cr金属杂质特别是Fe的去除效果较差;硅料表面微观结构越光滑,杂质去除效果越好.     

TiO2/Si与TiO2-SnO2/Si的制备及表面光伏特性

用溶胶 -凝胶法在 p型单晶硅的表面镀上一层TiO2 或TiO2 -SnO2 纳米结构薄膜 ,并用表面光电压谱 (SPS)研究了TiO2 /Si和TiO2 -SnO2 /Si的表面光伏特性 .结果表明 ,在单晶硅表面镀一层TiO2 或TiO2 -SnO2 薄膜后所得的复合纳米材料的光伏效应比单晶硅提高了 1个数量级 ,且在 4 0 0～ 70 0℃热处理温度范围内TiO2 /Si和TiO2 -SnO2 /Si的光伏效应均随着温度的升高而增强 ,同一温度下TiO2 -SnO2 /Si的光伏效应比TiO2 /Si强     

球烯C60掺杂过渡金属酞菁配合物在GaAs电极上的光伏效应

在光电化学电池中测定球烯Ｃ６０掺杂的过渡金属酞菁（ＭＰｃ）在ＧａＡｓ电极上所形成异质结的光伏效应，研究不同介质及不同过渡金属酞菁对光伏效应的影响．结果表明：１）Ｃ６０与ＭＰｃ在特定的有机溶剂中可形成新的加合物，以ＵＶ－Ｖｉｓｉｂｌｅ光谱表征，在长波部分有新峰出现；２）Ｃ６０掺杂增强了ＭＰｃ在ＧａＡｓ电极上的光伏效应．与ＧａＡｓ相比，△Ｖ可增强２～３倍；３）不同介质电对对光伏效应有较大的影响，Ｉ３／Ｉ是较好的介质电对．     

硅基Ⅳ族材料外延生长及其发光和探测器件研究进展

硅基光电集成回路是信息时代最具影响力的核心技术之一,由硅基光源、光电探测器、光调制器等模块组成.硅材料是微电子集成电路的基石,然而在光电集成方面却遇到了瓶颈.首先,由于硅是间接带隙材料,其发光效率极低,因此难以应用于硅基高效光源的研制.其次,硅在近红外通讯波段吸收系数很低,因此在近红外光电探测器的应用中具有较大的局限性.然而,研究者发现,通过能带工程将硅与其他Ⅳ族材料相融合不仅可以有效提高直接带高效发光效率,同时能使材料在近红外波段具有较高的吸收系数.因此,以Ⅳ族材料为基础,与硅工艺兼容的硅基光电集成回路引起了研究者的广泛关注.本文综述了课题组在硅基材料外延生长及其发光和探测器件方面的研究进展.介绍了硅基Ⅳ族材料Ge,SiGe/Ge异质结和量子阱材料的外延生长技术,以及硅基GeSn量子点发光材料的制备新方法.基于硅基Ⅳ族异质结构材料,发展调制金属与半导体接触势垒高度新机理,研制了多种结构的光电探测器.设计并制备了与互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)结构兼容的横向异质结以及双有源区垂直共振腔型两种结构硅基电致发光器件,有效提升器件的发光性能,并观察到应变锗发光增益现象.     

纳米二氧化硅/硅异质结的表面光伏特性

采用溶胶 -凝胶法在P型单晶硅的表面镀上一层纳米二氧化硅薄膜 ,应用表面光电压谱 (SPS)、漫反射光谱 (DRS)和傅里叶红外光谱 (FTIR)研究其室温下的光伏、光吸收特性 .结果表明 :在单晶硅表面镀上一层纳米二氧化硅薄膜后 ,漫反射吸收系数F(R)比单晶硅提高了约 5 0 % ,相应的光电压信号提高了约两个数量级 .在 40 0～ 80 0℃热处理温度范围内随着温度的升高 ,纳米复合材料SiO2 /Si的光伏效应增强 ,红外光谱中的Si-O键振动吸收峰降低 ,二氧化硅薄膜中欠氧状态加剧 .     

硅基微纳结构薄膜中全向光吸收效应

研究了一种由硅基光子晶体与金属复合微纳结构薄膜中的全向光吸收效应。与完整的硅/金属复合薄膜进行比较研究发现,在硅薄膜厚度相同的条件下硅基微纳结构薄膜能够使吸光度提高近70%。此外,结果显示这种光吸收增强效应对入射角度的变化不敏感。在以0°~60°角度入射的情况下,硅微纳结构薄膜都能够具备接近100%的光吸收。通过对能带以及场构型分析可以发现,这种现象产生的原因归结于金属平板与截断光子晶体中特殊的边界陷光效应和六角晶格的全向带隙。