纳米硅/单晶硅异质结MAGFET不等位电势补偿研究

采用CMOS工艺制作的纳米硅/单晶硅异质结MAGFET存在不等位电势VHO,不等位电势VHO随工作电压VDS绝对值增加而增大。通过在纳米硅/单晶硅异质结MAGFET栅极上外加偏置电压VGS,调整导电沟道等效电阻阻值进行不等位电势补偿。实验结果表明,当外加磁场B=0时,工作电压VDS恒定时,随栅极偏置电压VGS绝对值增加,纳米硅/单晶硅异质结MAGFET不等位电势VHO逐渐接近零位输出;采用栅极偏置电压进行不等位电势补偿较外加补偿电阻方法可以使磁传感器灵敏度得到提高,在工作电压VDS为-1.0 V时磁灵敏度约提高18%。

气体吸附对硅锗异质结纳米线电子结构与光学性质的影响

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),采用第一性原理方法探讨了沿[112]晶向的硅锗异质结纳米线作为气体传感器检测CO,CO_(2)和Cl2的能力,着重计算了其吸附气体分子前后的吸附能、能带结构与光学性质.几何结构优化计算表明:不同硅锗组分的[112]晶向的硅锗纳米线对CO,CO_(2)和Cl_(2)分子的吸附能的绝对值在0.001 eV至1.36 eV之间,其中Si_(24)Ge_(36)H_(32)对CO_(2)气体的吸附能最大,气敏性能最好.能带结构计算表明:吸附CO和CO_(2)分子的[112]晶向硅锗纳米线能带的简并度明显减小,带隙变化较小;而吸附Cl2分子后的价带顶与导带底之间产生了杂质能级使其带隙减小.光学性质计算表明:Si_(24)Ge_(36)H_(32)纳米线吸附CO, CO_(2)和Cl_(2)分子后的光学性质差异明显,主要体现在吸收谱的范围及吸收峰的峰值上,上述研究结果为[112]晶向Si_(24)Ge_(36)H_(32)纳米线可作为气体传感器敏感材料提供了一定的理论依据.

纳米硅/单晶硅异质结二极管的电学特性

利用高真空 PECVD系统在 p型单晶硅上沉积掺磷 n型纳米硅薄层 (nc-Si:H)，形成纳米硅 /单晶硅 Np异质结二极管 ,通过 C-V和 J-V测试研究了二极管的电学性质。 C-V特性指出该异质结为突变型。 J-V特性表明二极管具有很好的温度稳定性和整流特性。正偏压时二极管存在两种输运机制：小偏压时（ <0.8V）二极管电流由耗尽层纳米硅薄层一侧的载流子复合过程决定，纳米硅薄层由于能带弯曲而减小了禁带宽度，这是该二极管温度稳定性好的根本原因；大偏压（ >1.0V）时电输运符合电荷限制电流（ SCLC）模型。负偏压时电流主要来自空间电荷区中的产生电流。

纳米硅/单晶硅异质结二极管的I-V特性

用纳米硅 (nc_Si∶H)薄膜制成了纳米硅 单晶硅 (nc_Si∶H c_Si)异质结二极管 ,对nc_Si∶H c_Si异质结的特性进行了研究 ,它具有很好的温度稳定性 .温度从 2 0℃上升到 2 0 0℃ ,I_V曲线只有很小的漂移 .对nc_Si∶H c_Si异质结二极管的输运机理进行了讨论 .

纳米硅异质结二极管

在 p型单晶硅衬底上沉积一层掺磷 N+ 型纳米硅薄膜 ,形成 nc- Si∶ H/ c- Si构成的 N+ / p异质结构。文中报道了它的独特性能 :其反向击穿电压可达 75V,反向漏电流仅 n A量级 ,反向开关时间为 1.5ns,可望应用于微波波段。由其 I- V及 C- V特性初步分析了结的性质及电输运机制。

纳米硅/晶体硅异质结电池的暗I-V特性和输运机制

采用HWCVD技术在p型CZ晶体硅衬底上制备了纳米硅/晶体硅异质结太阳电池,测量了晶体硅表面在不同氢处理时间下的异质结的暗I-V特性和相应的电池性能参数.室温下的正向暗I-V特性采用双二极管模型来拟合,可将0～1V的电压范围区分为4个区域:旁路电阻(0～0.15V)、非理想二极管2(0.15～0.3V)、理想二极管1(0.3～0.5V)和串联电阻(>0.5V).拟合结果表明,适当的氢处理时间(～30s)可有效降低非理想二极管的理想因子n2,即降低界面复合电流,表明具有好的界面特性.对于282～335K的暗I-V温度特性的研究表明,在0.15～0.3V的低电压范围,暗电流主要由耗尽区的复合电流提供,0.3～0.5V电压范围,对输运起主要作用的是隧穿过程,该过程可用通过界面陷阱能级的隧穿模型来解释.

纳米硅(nc-Si∶H)/晶体硅(c-Si)异质结太阳电池计算机模拟

文章运用美国宾州大学发展的 AMPS程序模拟计算了 n-型纳米硅 ( n+ -nc-Si∶ H) /p-型晶体硅 ( p-c-Si)异质结太阳电池的光伏特性。结果显示 ,界面缺陷态是决定电池性能的关键因素 ,显著影响电池的开路电压 ( VOC和填充因子 ( F F)。计算得到了这种电池理想情况下 (无界面态、有背面场、正背面反射率分别为 0和 1 )的理论极限效率 ηmax=3 1 .1 7% ( AM1 .5 1 0 0 MW/cm2 0 .40～ 1 .1 0 μm波段 )。

溅射法低温生长纳米硅薄膜及异质结电池

用射频溅射法在P型硅衬底上生长了纳米硅薄膜,衬底温度控制在100℃左右,工作气体选用H2+Ar,氢气的分压控制在31%到73%,同时改变薄膜的沉积时间。用Raman、XRD、AFM、SEM及椭偏仪对薄膜的特性进行了测定。XRD的测试结果表明,样品中存在一种微结构,不同于用PECVD方法生长的薄膜。椭偏仪的测试结果给出这种薄膜具有宽带隙。在室温条件下对异质结薄膜电池的I-V特性进行了测量。

晶硅异质结太阳电池nc-Si:H/nc-SiOx:H叠层窗口层研究

该研究制备高电导、高透明的磷掺杂氢化纳米晶硅氧(nc-Si Ox:H)薄膜,应用于晶硅异质结(SHJ)太阳电池的窗口层以替代传统的氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜。与以a-Si:H薄膜为窗口层的电池相比,短路电流密度提高0.5 m A/cm^(2),达到38.5 m A/cm^(2),填充因子为82.7%,光电转换效率为23.5%。实验发现,在nc-Si Ox:H薄膜沉积前对本征非晶硅层表面进行处理,沉积1 nm纳米晶硅(nc-Si:H)种子层,可改善nc-Si Ox:H薄膜的晶化率,降低薄膜中的非晶相含量。与单层nc-Si Ox:H窗口层的电池相比,nc-Si:H/nc-Si Ox:H叠层结构提高电池填充因子,达到83.4%,光电转换效率增加了0.3%,达到23.8%。

本征缓冲层厚度对纳米硅/晶体硅异质结太阳电池的影响

采用纳米硅和晶体硅材料设计了一种纳米硅(nc-Si:H)/晶体硅(c-Si)异质结太阳电池,并利用wxAMPS软件对该电池的基本性能进行了模拟。仿真发现,界面缺陷态是决定电池性能的关键因素,它对电池的填充因子和开路电压影响非常明显。如果在电池的纳米硅与晶体硅交界处插入1 nm厚的纳米本征缓冲层,可以降低缺陷态密度的消极影响,提高光伏电池的光电转换效率。

碳纳米管复合薄膜／硅异质结太阳能电池研究获进展

目前，传统硅基太阳能电池依然占据主流光伏市场，然而，限制硅基光伏产业发展的主要因素是其生产成本偏高、制备过程繁琐。所以发展高效率、低成本、大面积和适合大规模生产的太阳能电池已迫在眉睫。

单晶金属纳米线与金属-半导体纳米线异质结

人们在研究半导体碳纳米管和纳米线真正电子器件上作了很多努力，希望制造出可替代传统硅晶体管的场效应管或独立的纳米电子系统，

物理所碳纳米管复合薄膜／硅异质结太阳能电池研究获进展

目前，传统硅基太阳能电池依然占据主流光伏市场，然而，限制硅基光伏产业发展的主要因素是其生产成本偏高、制备过程繁琐，所以发展高效率、低成本、大面积和适合大规模生产的太阳能电池已迫在眉睫。

二氧化钛/多孔硅/硅异质结的表面光电压谱

首次在多孔硅 （ＰＳ）的表面镀纳米二氧化钛 （ＴｉＯ２）薄膜，表面光电压谱 （ＳＰＳ）测试表明：镀膜后多孔硅的光电压信号增强约２～３个数量级，其原因可能是双异质结构ＴｉＯ２／ＰＳ／ｐ－Ｓｉ能有效地吸收近红外一直到紫外光，并且近本征的多孔硅自建电场增大，使光生电子－空穴对能有效地分离；ＰＳ／ｐ－Ｓｉ之间的势垒差产生的阻止少于向电极扩散的背向电场，也能有效地增强光生电压．

高效薄膜硅/晶体硅异质结电池的研究

一引言 用薄膜工艺在晶体硅衬底上制备非晶、纳米晶薄膜，可获得异质结电池，该类电池有以下优点：

氮化镓/硅复杂界面结构异质结的光伏效应

采用宽带隙半导体材料或减小p-n结漏电流密度是增加开路电压以提高太阳能电池光电转换效率的重要途径。氮化镓(GaN)是一种具有直接带隙的宽带隙化合物半导体材料,并已在光电器件领域得到广泛应用。以通过水热腐蚀制备的、具有优异宽波段光吸收性能的硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为功能性衬底,采用化学气相沉积法制备了一种具有复杂界面结构的异质结GaN/Si-NPA,并以此为基础制备了器件结构为ITO/GaN/Si-NPA/sc-Si/Ag的太阳能电池原理性器件。在AM 1.5的模拟太阳光照射下,电池的开路电压达到1.94 V,短路电流密度0.07 mA/cm2,填充因子73%,电池光电转换效率0.1%。对实验结果的分析表明,电池效率较低的原因是较大电池串联电阻导致了较小短路电流密度。本研究为制备具有更高开路电压的高效太阳能电池提供了一种可能的新途径。.

单根In掺杂的n-ZnO纳米线/p^＋-Si异质结的紫外电致发光

采用化学气相沉积的方法在In0.1Ga0.9N衬底上生长出In掺杂的n-ZnO纳米线阵列。电学输运测量得到单根n-ZnO纳米线的电阻率为0.001Ωcm,比同样方法在GaN衬底上生长的ZnO纳米线低约20倍。这个结果表明来自于In0.1Ga0.9N衬底中的In原子在高温生长过程中可能被掺入ZnO纳米线。制备成功单根n-ZnO纳米线/p+-Si异质结构并研究了其电致发光特性。室温下电致发光光谱中可以看到一个窄的ZnO激子峰(约380nm)和一个中心位于700nm的来自Si衬底表面自然氧化硅发光中心的发光峰。

不同背反射结构在硅异质结太阳电池中的应用研究

该文旨在利用银纳米颗粒(Ag NPs)和SiO_(x)/Ag背反射结构提升硅异质结(SHJ)太阳电池在900~1200nm波段红外光谱响应。研究在SHJ太阳电池背光侧分别制备Ag、SiO_(x)/Ag和嵌入Ag NPs的SiO_(x)/Ag几种背反射结构,以最大限度提升SHJ太阳电池红外光谱响应。结果表明:SiO_(x)/Ag背反射结构可有效减少红外光的逃逸损失,提升太阳电池红外光谱响应,使得双面制绒SHJ太阳电池短路电流密度从37.74 mA/cm^(2)提升到38.07 mA/cm^(2);但嵌入Ag NPs并不能帮助SiO_(x)/Ag背反射结构进一步提升双面制绒SHJ电池红外光谱响应,证明了基于其局域表面等离激元共振效应仅对陷光能力较差的平面太阳SHJ电池有一定提升。

高效率n-nc-Si:H/p-c-Si异质结太阳能电池

采用热丝化学气相沉积技术(HWCVD),系统地研究了纳米晶硅层(尤其是本征缓冲层)的晶化度以及晶体硅表面氢处理时间对nc-Si∶H/c-Si异质结太阳能电池性能的影响,通过C-V和C-F测试分析了不同氢处理时间和本征缓冲层氢稀释度对nc-Si∶H/c-Si界面缺陷态的影响,运用高分辨透射电镜观察了不同的本征缓冲层晶化度的nc-Si∶H/c-Si异质结太阳能电池的界面,优化工艺参数,在p型CZ晶体硅衬底上制备出转换效率为17·27%的n-nc-Si∶H/i-nc-Si∶H/p-c-Si异质结电池.

热丝化学气相沉积n型nc-Si:H薄膜及nc-Si:H/c-Si异质结太阳电池

采用热丝化学气相沉积(HWCVD)技术制备n型纳米晶硅(nc-Si∶H)薄膜,系统地研究了沉积参数,特别是掺杂浓度对薄膜微结构、电学性质和缺陷态的影响,获得了器件质量的n型nc-Si∶H薄膜。制备了nc-Si∶H/c-Si HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)结构太阳电池,研究了异质结结构参数对电池性能的影响,初步得到电池性能参数如下:Voc=483mV、Jsc=29.5mA/cm2、FF=70%、η=10.2%。