a—Si：HSchottky势垒太阳能电池结构中载流子俘获对电场的调制效应

本应用计算机数值模拟方法研究了ａ－Ｓｉ：ＨＳｃｈｏｔｔｋｙ势垒太阳能电池结构中载流子俘获对电场的调制效应，结果表明，无论光生空穴或电子俘获都将改变电池中的电场分布，导致准中出现或扩大，从而减小了电池的载流子收集长度，这是引起ａ－Ｓｉ：ＨＳｃｈｏｔｔｋｙ势垒太阳能电池光致性能衰退的一个重要原因。     

新一代钙钛矿太阳能电池的构筑与性能研究进展

综述钙钛矿太阳能电池的组装、结构及相关性能等领域的最新研究进展,总结甲胺铅碘电池的稳定性、材料毒性及制备方法、有关电学性质存在的争议、工作机理及结构优化等方面的问题和困难。指出制备高晶体质量的甲胺铅碘薄膜、深入理解甲胺铅碘基本物理化学性质及电池光生载流子输运机理是该领域的重要科学问题。提出应通过系统优化生长条件,获得高质量的甲胺铅碘薄膜,利用半导体实验方法精确测量钙钛矿材料的不同物理参数,利用能带理论设计和优化电池结构,进而深入探索光生载流子的产生、分离、收集和复合等输运规律。     

a－Si∶H Schottky势垒太阳能电池结构中载流子俘获对电场的调制效应

本文应用计算机数值模拟方法研究了ａ－Ｓｉ：ＨＳｃｈｏｔｔｋｙ势主太阳能电池结构中载流子俘获对电场的调制效应．结果表明，无论先生空穴或电子俘获都将改变电池中的电场分布，导致准中性区（低场“死层”）出现或扩大，从而减小了电池的载流子收集长度，这是引起ａ－Ｓｉ：ＨＳｃｈｏｔｔｋｙ势垒太阳能电池光致性能衰退的一个重要原因．     

指向概率方法在中子伽马测井计算中的应用

应用蒙特卡罗方法,成功地模拟了中子伽马测井的物理过程和中子的输运过程、热中子的俘获以及中子伽马射线的产生和输运过程.用指向概率方法计算了中子伽马射线对探洲器的通量贡献,用群截面数据库模拟中子,用点截面数据模拟伽马光子,计算绘出的中子伽马能谱峰值与所选择的特征能量非常吻合,从而证明了蒙特卡罗方法在核测井领域应用的可行性.     

输运层厚度与迁移率对双层有机发光器件性能的影响

基于一些合理假设与近似,建立了具有欧姆接触载流子注入的双层有机电致发光器件的解析模型．模型中计算参数只有空穴和电子输运层的厚度、迁移率、外加电压及材料参数Fh和Fe,且这些参数都是可以通过测量得到的．研究了材料参数Fh,Fe对器件复合电流密度的影响及空穴输运层厚度和载流子迁移率对器件电场强度和复合电流密度的影响．结果表明：空穴输运层厚度和载流子迁移率引起电场强度的重新分布,进而对复合电流密度产生影响;接触限制电极注入少数载流子的器件可以取得比欧姆接触注入多数载流子的器件更高的复合电流．     

输运层对双层器件电致发光效率的影响

建立了双层器件载流子输运与复合发光的多势垒的理论模型,用以描述高场下载流子输运与复合发光的机理,并详细讨论了输运层势垒及外加电压对器件复合效率的影响.结果表明:双层器件的发光是载流子隧穿内界面后在两有机层(输运层)中的复合发光,输运层的势垒宽度和高度对器件发光效率的影响很大,且阴极区(阳极区)的势垒宽度双势垒高度对其影响更大;同时也可看到电场对复合区域具有调制作用.     

掺铒富硅氧化硅发光器件电致发光衰减机制

首先采用多靶射频磁控共溅射结合后退火工艺制备了掺Er富硅氧化硅MIS(金属-绝缘体-半导体结构)电致发光器件,然后通过电致发光(EL)以及电流-电压(I-U)特性测量对发光器件的光电性能进行表征.最后,通过对比不同富硅含量的发光器件的载流子输运机制,并通过分析器件中的电荷俘获过程,对富硅氧化硅器件中铒离子电致发光的激发和猝灭机制进行了解释.结果表明:富硅的存在改变了MIS发光器件中的载流子输运过程,造成外加电场下注入的电子能量降低,进而降低Er离子发光中心的激发效率;而富硅引入的缺陷态会引起电荷俘获及俄歇效应,也会使得发光中心发生非辐射复合过程.     

表面复合作用对半导体光电流的影响

表面状态对半导体中的光生载流子的分布状况有很大影响.本文首先求出一个含有P～N结的有限半导体在垂直于结平面的光照下,考虑到表面复合时的光生少数载流子的分布公式,然后给出有表面复合时光生伏特和光电流的解析式,并加以讨论.结果表明,表面复合会使光生伏特和光电流显著降低.在表面复合速度开始增大的阶段,这种降低尤为急剧.表面复合对光电流影响的大小还与样品厚度有关.     

GaN基p-i-n型紫外探测器光生载流子屏蔽效应模型

通过求解光生载流子连续性方程,得出GaN基p-i-n型紫外探测器耗尽层中的光生载流子密度分布.根据泊松方程计算了光生载流子屏蔽电场,并通过数值计算方法将光生载流子屏蔽电场引入器件模型,建立了光生载流子屏蔽效应模型.在此基础上,讨论了光生载流子屏蔽效应对p-i-n型探测器耗尽区光生载流子密度分布的影响,并分析了外加偏压、入射光功率以及载流子寿命对光生载流子屏蔽效应模型的影响.结果表明光生载流子屏蔽效应对器件性能的影响是非单调的,且通过调节外置偏压可以得到最大载流子漂移速度和最小器件响应时间.     

提高太阳电池光电转换效率的途径

本文是根据半导体物理知识,清楚地论述了太阳电池在太阳光的照射下其体内载流子的产生、迁移,最后形成光生电动势的全过程,同时分析了影响电池转换效率的因素,提出了提高太阳电池转换效率主要措施。     

太阳能电池用FTO/NTO复合薄膜的研究

采用磁控溅射法在玻璃衬底上制备了FTO/NTO复合薄膜.通过紫外可见光谱(UV-vis)、双电测四探针仪和电化学工作站对薄膜的光电性能进行表征,测量并分析了NTO阻挡层(兼作传输层)厚度改变对FTO/NTO复合薄膜组装器件光电性能的影响.实验结果表明:阻挡层厚度的变化能改变光生载流子的寿命,当NTO薄膜厚度为90 nm时,光生载流子寿命最高,阻挡层抑制光生载流子复合的效果最好; FTO/NTO复合薄膜的可见光透过率可达84%以上,同时能满足正向电子传输的导电要求.     

单层有机发光二极管中电场与载流子密度的分布

建立了单层 (有机发光二极管 )中载流子注入、输运和复合的理论模型 ,通过求解非线性Painleve方程得到了电场强度随坐标变化的解析函数关系式 ,计算并讨论了载流子迁移率对电场强度、载流子密度等的影响。结果表明 :空间电荷分布不均匀造成了电场强度的不均匀分布。当在器件中占主导地位的载流子具有较低的迁移率或少数载流子具有较高的迁移率时 ,有利于载流子的输运与复合 ,发光性能可得到较大提高。     

纳米β-SiC薄膜过剩载流子衰减特性分析

利用微波吸收技术对Si衬底上微晶及纳米β-SiC薄膜的过剩载流子瞬态行为进行了分析.所用样品采用PECVD技术制备,微波吸收测量采用脉宽35 ps,波长355 nm脉冲激光.所测得的载流子浓度衰减分为快、慢2个过程,微波吸收瞬态特性满足双指数衰减规律.该结果表明,样品光生载流子衰减过程主要决定于2种陷阱作用,其中快过程与SiC薄膜中浅能级陷阱的载流子弛豫效应相关,而慢过程则是深能级陷阱的载流子弛豫行为占优势的结果.纳米碳化硅晶粒界面较高的缺陷态密度导致载流子俘获几率增加,非辐射复合几率减小,纳米β-SiC薄膜表现较长的载流子衰减时间.     

半绝缘GaAs光电导天线辐射THz电磁波展宽特性分析

介绍了自洽式多粒子蒙特卡罗方法模拟半绝缘GaAs光电导天线辐射THz电磁时域波形。模型中采用光能、脉宽可调飞秒激光器作为触发光源,模拟的THz电磁波形与实验基本吻合。通过载流子在光电导体内的动态输运特性,分析了辐射THz电磁波场比触发光脉冲展宽的物理机制在于:光生载流子在外电场作用下,从初始状态到速度达到稳态要经历一个动量和能量弛豫过程,而正是由于载流子动量和能量的弛豫过程导致光电导天线辐射的太赫兹波展宽。高光能、低偏置电场下,空间电荷电场是造成光电导天线辐射的THz波呈现双极性的主要原因。     

卤化银中光电子衰减动力学计算机模拟

卤化银的感光过程是一个光电子衰减动力学过程,对卤化银感光材料的光作用衰减动力学进行研究,能从根本上探索感光过程的微观机理.实验上采用微波技术只能测得自由光电子的衰减信号,无法区分卤化银中的各种俘获中心对光电子衰减的作用.而这种计算机模拟方法不仅可以得到自由光电子的衰减曲线,还可同时获得各种俘获中心中载流子的行为曲线.因此可弥补实验的不足,实现对卤化银感光过程微观机理的深入研究.本文详细地介绍了光电子衰减动力学的模拟过程.     

P-N结器件模拟参数的确定

在给出半导体器件模拟基本方程的基础上,为减少模拟过程中的运算量,对模拟中所需的参数在何种状况下才开始起作用加以讨论。如载流子的雪崩系数,只有当电场强度达到某一值时才会考虑由于碰撞电离而引起的电子和空穴的产生,即载流子的雪崩系数,从而影响载流子的产生率。同时还给出了载流子的复合率、迁移率、本征载流子浓度、能带宽度、热传导系数随电场或温度的变化规律。     

基于载流子双极输运的二极管电流模型

讨论在考虑过剩多子、双极漂移、双极扩散以及丹倍电场作用下p-n结载流子的输运问题.采用不同于传统肖克莱理论的方法,从过剩多子角度入手,以长基区p+-n结的n型准中性区为例,研究了其中的载流子输运.在考虑双极扩散和双极漂移过程后,指出因双极扩散而产生的丹倍电场在调节载流子输运中的重要作用,并用实验测量、理论分析和数值模拟方法对双极输运和丹倍电场与过剩多子之间的关系加以验证.指出在一个扩散长度内多子电子的漂移电流受到丹倍电场强有力的调节作用.提出了考虑丹倍电场后的漂移电流以及另外三种电流分量和总电流模型,其结果和数值模拟相符,这一模型有助于更加全面准确地理解半导体p-n结理论.     

环形光束中双层球的光俘获

基于光镊的几何光学模型建立了内层折射率小于外层折射率和周围介质折射率的双层球形微粒在环形光束中的光俘获力的模型.以空心球壳为例,对其在TEM01>模式的环形高斯光束中受到的光俘获力进行了数值模拟.通过数值模拟的结果,分析了俘获低折射率双层球的三维条件.发现低折射率双层球形微粒在光轴上的稳定俘获位置较之高折射率双层球形微粒的稳定俘获位置逆着光束传播方向移动.另外,在一定条件下在光轴以外的位置低折射率双层球形微粒也能被稳定俘获.     

砷化镓光导开关中电流丝的自发辐射效应

应用统计物理方法研究了高增益砷化镓光导开关中电流丝的自发辐射效应.导出了高增益砷化镓光导开关中电流丝的自发辐射规律,在砷化镓样品中引入复合辐射强度与辐射的波长分布函数的概念,近似确定了高增益砷化镓光导开关中电流丝的平均辐射复合系数为(883 nm)≈0.1125,导出了各辐射波长的辐射复合系数与平均辐射复合系数之间的关系,验证了峰值波长为890 nm的光输出能量与实验观察结果吻合,在理论上揭示了电流丝顶部的光生载流子密度的分布规律.结果表明:电流丝的体积面积比值和电流丝内平均载流子密度是影响电流丝辐射效应的两个主要因素,波长876 nm的辐射在紧邻电流丝顶部产生的最大载流子密度具有主导作用,最大光生载流子密度比电流丝内平均载流子密度小1–2个数量级.     

GaN LED量子阱光发射模型

在分析GaN LED量子阱结构对载流子限制和俘获的基础上,考虑量子限制Stark效应和Franz-Kddysh效应,提出了一种基于InGaN有源区的载流子复合及光发射模型.模拟结果表明LED的光发射效率和波长依赖于有源区In组分变化引起的势能涨落和阱尺寸,并得到LED发光波长红移的原因为：非故意掺杂引入新的施主能级和受主能级,新能级之间以小于带隙的能量跃迁;Franz-Keldysh效应随阱厚的增加而加强;压电极化和自发极化形成的内电场在空间上将电子和空穴隔开,但电子和空穴波函数的交叠允许它们在较低的能级上辐射复合;以及带边吸收的影响.