二维磁性NbSi_(2)N_(4)-WSi_(2)N_(4)-NbSi_(2)N_(4)异质结的光生电流效应

采用量子输运方法研究了二维(2D)磁性NbSi_(2)N_(4)-WSi_(2)N_(4)-NbSi_(2)N_(4)面内异质结的光生电流效应.该异质结具有C2v非空间反演对称性,在可见光范围内,用线偏光垂直及倾斜照射时,均能激发显著的光生电流效应,产生自旋极化且偏振敏感的光电流.光电流与偏振角(θ)和入射角(α)均为余弦依赖(cos(2θ),cos(2α))关系.两种照射方式下均能产生纯自旋流及完全自旋极化的光电流.在垂直照射时,能取得完美的自旋阀效应.这些结果表明,二维磁性NbSi_(2)N_(4)-WSi_(2)N_(4)-NbSi_(2)N_(4)异质结在低能耗自旋电子学及低维光电探测领域具有应用潜力.

染料敏化太阳电池的光生电流对短路电流的影响(英文)

等效电路分析和实验结果证实,染料敏化太阳电池的光生电流显著地影响着电池电压-电流曲线中的短路电流。首先根据等效电路分析,得出了染料敏化太阳电池的光生电池值,以及理论上光生电流对短路电流的影响。进一步的电池制备和效率测试,证明了上述的理论计算论断。最后,根据光生电流与短路电流的关系,本文提出了通过提高光生电流来提高短路电流,最终提高染料敏化太阳电池效率的思路,并按照上述思路得到了电池效率提升20%的试验结果。

二极管光生电流影响因素的仿真研究

通过TCAD二维仿真工具模拟光辐照环境,对二极管的光辐照响应进行了仿真研究。首先完成了相关仿真电路的搭建并列出了电路元件及二极管的结构参数,然后对光吸收的概念进行了解释并详细说明了如何在仿真软件中表示光照参数,在不超过硅材料本征吸收限的光照波长领域中,对二极管光生电流的影响因素进行了仿真研究,并给出了相关结论。扩大了光照波长的研究范围,为以后进一步研究硅器件的光辐照响应奠定了良好的基础。

新型金属钴配合物的制备及其光生电流性能研究

利用水热法制备得到了一种新型金属钴配合物,单晶X-射线衍射分析结果可知,金属钴配合物为三斜晶系,空间群为Pī,a=11. 357(10)А,b=10. 028(7)А,c=14. 832(10)А,α=90°,β=91. 271(10)°,γ=90°,晶体学独立的Co(Ⅱ)离子分别与来自6个COO^-中的6个O原子配位形成正八面体配位几何构型。在可见光的照射下,研究了该配合物的光生电流性能,结果显示:该配合物在可见光照射时产生的光生电流密度约为2. 0×10^-4m A·cm^-2,作为光电转化材料在光电器件领域具有广泛的应用价值。

基于多特征融合的光伏组件老化程度自动检测研究

现行方法在光伏组件老化程度检测中的应用效果不理想,检测结果与实际情况一致性系数较低。针对现行方法存在的不足和缺陷,提出基于多特征融合的光伏组件老化程度自动检测研究。根据光伏组件老化环境下的输出特性,选择光生电流、等效串联电阻和并联电阻作为老化参数,提供标准测试并提取老化参数,通过融合光伏组件老化特征参数,量化老化程度,确定老化等级,以实现基于多特征融合的光伏组件老化程度的自动检测。实验证明,所提方法检测结果与实际情况的一致性系数在0.95以上,在光电工程检测领域具有良好的应用前景。

温度相关的CsPbBr_(3)纳米晶瞬态光电导响应研究

近年来,全无机铯铅卤化钙钛矿CsPbX_(3)(X=Cl,Br,I)纳米晶(NCs)材料因具有长载流子寿命、强光吸收、低成本制造和带隙可调性等独特的性能已成为研究的热点,但专注于CsPbBr_(3)纳米晶瞬态光电导的相关研究却很少。本工作通过配体辅助再沉淀法制备了CsPbBr_(3)纳米晶体,并改进了光电导薄膜样品的制样方法和真空瞬态光电导测试装置,研究了不同温度和不同激发功率对CsPbBr_(3)纳米晶瞬态光电导的影响。不同温度的瞬态光电导实验结果表明,在133~273 K温度范围内,光生电流衰减速率随着温度增加而逐渐减小,而在273~373 K温度范围内,光生电流衰减速率随着温度升高而逐渐增大。不同激发功率的瞬态光电导实验表明,激发功率从200 mW逐渐增大到1000 mW时,光生电流衰减速率增大。本工作的研究方法为研究光激发光生载流子的动力学相关行为提供了一个的新思路。

400nm飞秒激光激发下MoSe_(2)中瞬态光电流引起的太赫兹辐射(特邀)

通过太赫兹发射光谱研究了400 nm飞秒激光脉冲激发层状MoSe2所引起的物理效应。太赫兹振幅随泵浦功率、方位角、偏振角的依赖关系表明,太赫兹辐射主要由表面耗尽场诱导的光生电流和二阶非线性极化诱导的移位电流这两种瞬态光电流效应共同引起,并且两种电流的贡献分别为82%和18%。研究结果可为MoSe2在超快光学领域的发展和应用提供实验支持。

直流反应磁控溅射制备的Mo掺杂TiO_2薄膜的光电特性

通过直流反应磁控溅射制备了不同Mo掺杂量的Mo-TiO2薄膜.用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)仪、X射线光电子能谱(XPS)仪、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计详细研究了Mo掺杂量对薄膜表面形貌、晶体结构、元素价态及吸收带边的影响.用瞬态光电流和循环伏安法考察了不同Mo含量ITO/Mo-TiO2电极的光电特性.结果表明:在TiO2薄膜中掺入的Mo以Mo6+和Mo5+两种价态存在;随着Mo掺杂量的增加,Mo-TiO2薄膜的晶粒尺寸逐渐减小,晶格畸变增大,吸收阈值显著红移;薄膜的禁带宽度先减小后增大,在Mo掺杂量为2.7%(n(Mo)/n(Ti))时禁带宽度最小;Mo掺杂量为0.9%的样品在氙灯下的光生电流最大,且随着所加阳极偏压的提高光生电流并未呈现出饱和的趋势.此后随着掺杂量的提高,薄膜的光生电流开始下降,当Mo掺杂量达到3.6%时,薄膜的光电流小于未掺杂的样品;说明适当浓度的Mo掺杂能够提高Mo-TiO2薄膜光电性能,光生电流最大可达未掺杂的2.4倍.

电泳沉积制备ZnO-C_(60)和ZnO-MWCNT复合涂层电极及其光电性质

在氧化铟锡(ITO)导电玻璃表面电泳沉积制备ZnO-C60和ZnO-MWCNT复合涂层电极,经后续热处理增强其结合强度,通过SEM观察2种电极复合涂层的表面形貌,并使用CHI 705电化学分析仪和PMI-E电致化学发光系统测定其光电性质.结果表明,ZnO-C60复合涂层电极具有较高的稳定性,在可见光辐照下,该电极显示出很高的光生电流,电流突跃率达30%(Δi=0.022μA);ZnO-MWCNT复合涂层电极也具有较高的稳定性及较强的电致发光性能.

γ吸收剂量率在线探测用硅光电池的电学性能研究

建立了一种γ吸收剂量率实时在线测量系统,研究了半导体硅光电池BBZSGD-4辐射光生电流和γ吸收剂量率之间的关系,并对其耐辐照性能进行了研究。60 Coγ辐照实验表明:半导体硅光电池BBZSGD-4对60 Co的γ射线有较好的响应,其辐射光生电流与吸收剂量率的关系呈线性规律。当吸收剂量率为94.54Gy/min时,辐射光生电流可达1.26μA。在吸收剂量率为50Gy/min时,辐射光生电流随总吸收剂量的增加呈指数下降,总吸收剂量为5 445.8Gy时,其辐射光生电流衰减1%。半导体硅光电池BBZSGD-4具有作为实时在线低吸收剂量率探测器的潜力。

CMOS有源光电传感器像素采集单元成像质量分析

针对CMOS光电二极管型有源像素采集单元中存在的拖影问题,从像素采集单元的工作原理入手,利用光电二极管的等效电路模型,对像素采集单元的光电转换状态和置位状态进行分析。得出造成拖影的根本原因是光电二极管置位后的电压与上一周期末光电二极管的光生电压有关。

电沉积法制备ZnO薄膜的结构与光电性能研究

以硝酸锌和硝酸钾混和溶液为电解液，采用两电极体系在SnO2：F（FTO）片和p-Si（100）衬底上用不同沉积电压制备了c轴取向的ZnO薄膜。用X-射线衍射、扫描电子显微镜和分光光度计分析了薄膜的相结构，晶粒尺寸和光吸收特性。发现薄膜的（002）衍射峰强度随着沉积电压的增加而显著增强；薄膜中晶粒为典型的六方柱状结构，且基本与衬底垂直，晶粒尺寸为200-400nm；薄膜的光学禁带宽度为3．34eV。光照时，ZnO／Si异质结二极管呈明显的光生电流效应。

穿通增强型硅光电晶体管的结构及参数优化

为克服各种常用光电探测器件的缺点,对穿通增强型硅光电晶体管进行了结构优化和参数优化。将窄基区穿通晶体管仅在一侧与宽基区光电晶体管复合的传统结构,改进为窄基区穿通晶体管在中间,两侧各复合一个长度减半的宽基区光电晶体管。同时,对不同窄基区宽度下的暗电流、光生电流及光电响应率等随偏压变化的电学性能和光电转换特性进行仿真,得到窄基区宽度最优参数。然后对优化后的器件在不同光强下的光生电流和光电响应率随偏压的变化进行了仿真,分析了器件在不同光强下的响应特性。结果表明,当窄基区宽度为0.6μm时,器件性能折中达到最优,在0.5 V偏压下,器件暗电流仅为1μA;入射光功率密度为10-7W/cm2时,器件响应率高达4×106A/W。

基于硅光电二极管的低吸收剂量率实时在线探测器

在核医学和空间地面模拟实验中有着强烈的较低和极低吸收剂量率探测需求,但是现有的吸收剂量计在极低剂量率的探测方面存在精度低、价格高、无法在线等问题。建立了一种在线电流测量系统,研究了硅光电二极管XRB 100sCB380开路光生电流和γ吸收剂量率之间的关系,探索了硅光电二极管作为低吸收剂量率实时在线探测器的可能性。实验表明:XRB 100S-CB380对60Coγ射线有良好的响应,在10-9~10^-5Gy·min^-1和10-5~10-1Gy·min^-1两个吸收剂量率范围内其光生电流与吸收剂量率的关系符合线性规律,具有作为实时在线低吸收剂量率探测器的潜质。但在低吸收剂量率下,该种光电二极管表现出低剂量率损伤增强效应,致使其吸收剂量率探测能力下降,在标定和在线连续测量时需考虑该效应的影响。

Cu2O/TiO2纳米管光催化体系的制备及性能表征

由于TiO2纳米管本身具有禁带宽度较宽且光生电子-空穴对复合速率较快等缺点,使得光生电子利用率较低,因此采用半导体对其进行负载改性可有效地改善其光催化反应活性。采用滴加-煅烧法制备Cu2O负载改性的TiO2纳米材料,通过改变前驱体溶液中NaOH的浓度,制备了一系列Cu2O/TiO2纳米管,对改性后复合材料进行物化性能表征,并用电化学工作站对其光电化学性能进行测试。结果表明:阳极氧化法制备的TiO2纳米管结构规整,且负载改性后其规整管状结构未被破坏,但随着负载量的增加,TiO2纳米管表面的Cu2O颗粒产生堆积现象;光生电流随Cu2O负载量的增加出现先升高后降低的趋势,当NaOH浓度为0.2mol/L时光生电流密度达到最大值(0.6mA/cm^2);而采用降解罗丹明B(RhB)实验对其光催化氧化能力进行测试发现,当NaOH浓度为0.3mol/L时,所得Cu2O/TiO2纳米管对RhB的降解效果最好。

GaN基光导型X射线探测器的光淬灭研究

利用先进的半导体微加工技术制备了GaN基光导型X射线探测器,观察到其在荧光灯照射下对X射线的光电流响应有明显降低的光淬灭现象,以及在荧光灯关闭和开启瞬间电流值的突变现象,设计了各种不同情形下的光电流响应实验对这一光淬灭以及电流值突变现象进行了分析和研究,光淬灭主要是由于空穴陷阱和复合中心作用产生,而在荧光灯关闭和开启的瞬间,电流值的突变是由于荧光中某种波长的紫外光激发价带中的电子跃迁至导带中所致。

太阳能电池光电转换效率的分析研究

本文先分析影响太阳能电池光电转换效率的主要因素,然后分析常规工艺PN结太阳能电池和MIS太阳能电池转换效率低的原因。在此基础上,1983年4月笔者对电池的内部结构进行了改进,并研制出一种新型太阳能电池——MINP太阳能电池,使电池的转换效率从10%左右提高到17%。

异向混合光栅薄膜太阳能电池光吸收分析

为了分析混合光栅对硅薄膜太阳能电池光吸收的影响,在硅层厚度等效一致的条件下,设计了单一形状、同向和异向混合形状光栅单晶硅太阳能电池结构.利用时域有限差分法分别优化计算了各种混合光栅的最佳尺寸、光生电流密度和光吸收效率,发现异向混合结构的Ag光栅比其他结构具有更好的光吸收能力.通过电磁场强度分布图分析了混合光栅结构的吸收增强机理,并针对异向混合光栅,计算了不同光栅数量组成结构的光生电流密度.同时,利用光吸收增强因子定量分析得出一个三角凸型和一个抛物线凹槽是异向混合光栅最佳数量组合.有规律地改变这种混合光栅的宽度比和高度比,计算光生电流密度.结果发现当宽度比为1∶1,高度比在一个小范围内(0.67～1.86)波动时,这种异向混合结构比平板太阳能电池的光生电流密度提高了62.9%.研究结果可为薄膜太阳能电池的结构和参数设计提供参考.

VNPN激光辐射效应模拟分析

通过仿真模拟脉冲激光对半导体器件光生载流子的影响,重点研究纵向NPN三极管(VNPN)的激光辐照效应。光照强度较小时,只有集电结反偏,而发射结处的光生电动势不足以抵消发射结的内建电势,发射结尚未开启,器件工作在以集电结为主的二极管模式;光照强度增加时,发射结逐渐开启,器件工作在三极管模式;光照强度进一步增大,由于外部限流电阻的作用,集电极电流达到饱和,器件工作在以发射结为主的二极管模式。因此,随着光照强度的增加,VNPN器件的激光辐射效应经历三个阶段,其响应曲线呈非线性变化。改变VNPN的尺寸和脉冲激光的参数,会影响器件进入三极管模式的临界点,改变非线性响应的触发光照强度,体现了器件对激光辐照效应的敏感性。

掺铯铌酸锂晶体光致声发射机制的研究

在掺铯铌酸锂晶体的光折变效应中,观察到了由光生伏特场所致的空间电荷场波(SCWS),以及沿晶体自发极化方向上正、反二列超声波被SCWS所激发的低频调制放大波.在光致准击穿时,它的周期与同时测量的光生伏特电流和晶体某一点衍射光强的跃变周期相同,而且随入射光强的增加而变小.应用SCWS与二列超声波相互作用的共振态理论分析了这一现象,实验结果与理论分析一致.