InGaN/GaN多量子阱太阳电池的光电性能研究

对利用In含量为0.3的In Ga N/Ga N多量子阱制作的In Ga N太阳电池的结构和光电性能进行了研究,该太阳电池的In Ga N/Ga N多量子阱结构在一定程度上减轻了In N和Ga N相分离现象.研究结果显示,In Ga N/Ga N多量子阱结构的太阳电池,在单色光波长大于420 nm的工作条件下的光电性能有明显的改善.利用In Ga N/Ga N多量子阱结构制作的In Ga N太阳电池,其开路电压约为2.0 V,填充因子约为60%,在波长420 nm时,外量子效率为40%,但在波长450 nm时,却只有10%.     

In_(1-x)Ga_xAs/InP多量子阱结构的LP-MOVPE生长

本文报导了在低温、低压下,以三甲基镓(TMG)、三乙基铟(TEI)为Ⅲ族源材料,100％砷烷(AsH_3)、100％磷烷(PH_3)为V族源材料,用金属有机化合物气相沉积技术在(100)InP衬底上生长出In_(1-x)Ga_xAs/InP多量子阱结构材料.X光摇摆曲线观测到由于周期性多量子阱结构而产生的多级卫星峰,光致发光测量给出了不同阱宽下由量子阱尺寸效应而导致的PL谱.     

MOVPE生长1.55μm InGaAsP材料和InGaAsP/InP量子阱

报导了LP-MOVPE InGaAsP/InP体材料和量子阱的生长.生长的与InP匹配的1.55μm波长的InGaAsP材料,在77K时光荧光半峰宽达18.7meV,InGaAsP/InP量子阱的半峰宽为18.0meV.     

InGaAs/InP量子阱材料生长后置无序技术的研究

研究了氖离子注入诱导 In Ga As/In P量子阱材料带隙变化的规律 .研究结果表明 ,由氖离子注入引起量子阱带隙蓝移 .蓝移的大小与量子阱的宽度 ,阱距表面深度 ,注入离子剂量 ,能量 ,及退火条件有关 .研究所得的参数对设计量子阱集成光器件有重要参考价值     

利用热致延迟荧光材料提高InP/ZnS无镉量子点发光二极管的性能

充分利用三重态激子是提高发光器件效率的重要途径.磷光材料和热致延迟荧光材料(thermally activated delayed fluorescence, TADF)均可以实现对三重态激子的利用.然而,目前在量子点发光二极管中,采用TADF材料来实现对三重态激子的利用进而提高发光效率的工作还很少.本文采用了TADF材料4,5-二(9-咔唑基)-邻苯二腈(2CzPN)掺杂聚(9-乙烯基咔唑)(PVK)(1:5)作为空穴传输层(hole transporting layer, HTL),制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/PVK:2CzPN/InP/ZnS QDs/ZnO/Al的量子点发光器件.结果表明, 2CzPN的引入可以提升器件的空穴传输效率,使注入的电子和空穴趋于平衡;同时,通过2CzPN中的反系间窜越过程实现了对三重态激子的利用,并通过HTL和量子点InP/ZnS之间的F?rster能量转移过程提高了InP/ZnS无镉量子点发光二极管的效率,使其最大发光亮度达到513 cd/m2.相比未掺杂控制器件的最大发光亮度(407 cd/m2),实现了26%的增长.同时,使得最大电流效率较未掺杂控制器件提高了4倍,增加到1.6 cd/A.     

在电子传输层中掺杂二氧化钛纳米粒子提高反式钙钛矿太阳电池的效率

基于CH_3NH_3PbX_3(X=Cl,Br,I)材料的钙钛矿太阳电池由于其简单的制作工艺和较高的光电转换效率在近年来吸引了大量的研究。报道了在电子传输层(PCBM层)中掺杂二氧化钛纳米粒子从而提高反式结构钙钛矿太阳电池的性能。通过掺杂二氧化钛纳米粒子,使电子传输层的能级和钙钛矿层的能级更加匹配,从而改善了电子的传输和收集并抑制了正负电荷复合,提高了钙钛矿太阳电池的短路电流密度和填充因子。光电转换效率从原来的12.1%提高到了13.5%。结果表明,在PCBM层掺杂二氧化钛纳米粒子是一种简单有效的提高钙钛矿太阳电池的性能的方法。     

在电子传输层中掺杂二氧化钛纳米粒子来提高反式钙钛矿太阳电池的效率

基于CH3NH3PbX3 (X=Cl, Br, or I)材料的钙钛矿太阳电池由于其简单的制作工艺和较高的光电转化效率在近年来吸引了大量的研究。该文报道了在电子传输层（PCBM层）中掺杂二氧化钛纳米粒子从而提高了反式结构钙钛矿太阳电池的性能。通过掺杂二氧化钛纳米粒子,使电子传输层的能级和钙钛矿层的能级更加匹配,从而改善了电子的传输和收集并抑制了正负电荷复合,提高了钙钛矿太阳电池的短路电流密度和填充因子。光电转化效率从原来的12.1%提高到了13.5%。我们的结果表明,在PCBM层掺杂二氧化钛纳米粒子是一种简单有效的提高钙钛矿太阳电池的性能的方法。     

GaInP/ ( AlxGa1- x ) InP 多量子阱结构的光荧光特性分析

利用金属有机化合物气相沉积(MOCVD)技术生长了GaInP／(AlxGa1-x)InP多量子阱(MQW)结构材料，对其进行光荧光特性测量，观察到在波长λ=647．8mm和λ=861．6nm处分别存在一个强发光锋和一个弱发光峰．理论计算和实测结果基本一致．     

基于表面等离子体增强的聚合物太阳能电池研究

为有效地提高聚合物电池器件的光吸收和电荷收集, 进而提高整体器件效率, 采用氧化钼(MoO₃)/银纳米粒子(Ag NPs)/氧化钼作为复合阳极缓冲层, 制备了反型聚合物太阳能电池, 并研究了在缓冲层中加入金属纳米颗粒对器件性能的影响。实验结果表明, 在MoO₃缓冲层中加入1 nm的Ag时, 器件的短路电流密度和光电转换效率都得到了提高, 短路电流密度从9.54 mA/cm²增加到12.83 mA/cm², 效率从2.14%提高到3.23%。Ag纳米颗粒的表面等离子体共振作用, 有效地提高了器件的光吸收和电荷收集, 提高了整体器件效率。     

GaAs/InP异质材料及MESFET器件研究

用低压金属有机气相外延（LP－MOCVD）在InP衬底上生长出较高质量的GaAs材料，并对材料进行Raman、光致发光（PL）谱的测试分析，结果表明在GaAs／InP外延层中存在伸张应力致使Raman的LO模式的频率红移；PL谱峰较强，16K下测到GaAs的特征激子峰和杂质相关的激子峰，表明了GaAs外延层的晶体质量较好。以此生长方法制备了金属－半导体场效应晶体管（MESFET），其单位跨导可达200ms/mm。该器件已经达到GaAs同质结构的器件水平。     

InP N^＋／P太阳电池光谱响应的数值模拟和分析

用数值模拟方法对ＩｎＰ Ｎ＾＋／Ｐ太阳电池在ＡＭ１．０下的光谱响应和光电流进行了计算和分析，探讨引起ＩｎＰ太阳电池光谱特性曲线变化的原因，从而获得Ｎ＾＋区和Ｐ区的最佳掺杂浓度，厚度，表面复合速度等参数，为设计制造ＩｎＰ太阳电池提供参考数据。     

InP纳米针和纳米管的合成及机制探讨

采用溶剂热法以金属In和白磷为原料合成出了InP纳米针;采用溶剂热法以金属In和红磷为原料,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂合成出了InP纳米管。然后,分别采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等技术对InP纳米针和纳米管的形貌及晶体结构进行了表征。最后,探讨了InP纳米针和纳米管的形成机制,本工作将为InP半导体纳米材料在发光二极管、光纤通信等领域的应用提供一定帮助。     

InGaAs/InP量子阱和量子线的光学性质

采用有效质量理论６带模型,研究量子结构变化对Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ／ＩｎＰ量子阱和量子线光学性质的影响。计算结果表明量子线结构可以更低的注入电子浓度下,得到更高的光学增益,而且具有光学各向异性。说明量子线结构比量子阱结构提高量子激光器光学性能。     

Reducing Zn diffusion in single axial junction InP nanowire solar cells for improved performance

In this work axial n-i-p junction InP nanowires were grown by selective-area metal organic vapor phase epitaxy (SA-MOVPE) technique with the growth sequence starting from n-segment. The optical properties and carrier lifetimes of the n-, i- and p-type segments were studied and compared using time-resolved photoluminescence (PL) and cathodoluminescence (CL) measurements. We demonstrate for the first time that CL is capable of resolving the electrical profile of the nanowires, namely the varied lengths of the n-, i- and p-segments, providing a simple and effective approach for nanowire growth calibration and optimization. The CL result was further confirmed by electron beam induced current (EBIC) and photocurrent mapping measurements performed from the fabricated single nanowire solar cell devices. It is revealed that despite a non-optimized device structure (very long n-region and short i-region), the n-i-p nanowire solar cells show improved power conversion efficiency (PCE) than the previously reported p-i-n (growth starts with p-segment) single nanowire solar cells due to reduced p-type dopant (Zn) diffusion during the growth of n-i-p solar cell structure.     

脉冲激光诱导Zn/InP掺杂过程中温度分布的数值计算

脉冲激光诱导InP的Zn掺杂过程中，金属-半导体分界面附近的温度是影响掺杂浓度和掺杂深度的一个重要因素．确定材料的温度分布有利于合理选择激光功率、辐照时间等工艺参数使表面或界面达到预期的温度．本文分析了脉冲激光诱导InP掺杂Zn的过程，利用数值计算的方法，计算了在简化一维模型下激光辐照过程中材料的温度场分布，得到了材料表面温度、金属-半导体分界面温度与激光脉冲宽度的关系，两者都近似呈线性关系，表面温度和分界面温度相差不大，这与解析方法得到的结果基本相同．研究表明，通过数值方法给出材料中温度场分布情况，可以直接在普通的PC机上计算任意给定时刻材料表面温度和金属-半导体分界面的温度．     

Preparation and optical properties of composite thin films with embedded InP nanoparticles

InP nanoparticles embedded in SiO₂ thin films were prepared by radio-frequency magnetron co-sputtering. We analyzed the structure and growth behavior of the composite films under different preparation conditions. X-ray diffraction and Raman spectroscopy analyses indicate that InP nanoparticles have a polycrystalline structure. The average size of InP nanoparticles is in the range of 3–10 nm. The broadening and red shift of the Raman peaks were observed, which can be interpreted by the phonon confinement model. Optical transmission spectra indicate that the optical absorption edges of the films can be modulated in the visible light range. The marked blue shift of the absorption edge with respect to that of bulk InP is explained by the quantum confinement effect. The theoretical values of the blue shift predicted by the effective mass approximation model are different from the experimental results for the InP-SiO₂ system. Analyses indicate that the exciton effective mass of the InP nanoparticles is not constant and is inverse relative to the particles radius, which may be the main reason that results in the discrepancy between the theoretical and the experimental result. We discussed the possible transition of the direct band gap to the indirect band gap for InP nanoparticles embedded in SiO₂ thin films.     

利用K·P方法计算InGaAs/InP应变量子阱的能带

利用Ｋ·Ｐ方法计算了阱宽１０．０ｎｍ的ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ应变量子阱在１％压缩应变、无应变和１％伸张应变三种情况下的能带结构及其态密度．结果表明在阱宽较宽时，伸张应变在１３．５～１３．２３ｍｅＶ能量范围之内子带较少，而在１３．３２～－３８ｍｅＶ能量内，具有比无应变时较低的的态密度．从能带角度考虑，在伸张应变时，利用增大阱宽可以改善器件性能