硅p-n结太阳电池对DF激光的响应

对硅p n结太阳电池在DF激光辐照下的响应进行了理论和实验研究。推导了p n结反向饱和电流随温度的近似变化关系。根据该近似关系,计算了太阳电池在DF激光辐照过程中输出电压的变化曲线。计算结果和实验结果之间取得了比较好的一致性。

基于P-N结的太阳能电池伏安特性的分析与模拟

通过分析实际P-N结与理想模型之间的差别,建立了P-N结二极管及太阳能电池的数学模型;利用Matlab中的系统仿真模块库建立仿真模型,设置参量,求解模型方程并绘制了图形.对太阳能电池在一定光照下旁路电阻及串联电阻取不同数值时对其开路电压、短路电流及填充因子的影响做了模拟,并与实际测得的硅太阳能电池伏安特性进行了比较.模型分析与实验测量的结果表明等效的旁路电阻和串联电阻分别影响电池的开路电压和短路电流.仿真结果与实验测量结果一致.

超声喷雾热解法生长氧化锌同质p-n结及其电致发光性能研究

采用超声喷雾热解法在单晶GaAs(100)衬底上生长ZnO同质p-n结．以醋酸锌水溶液为前驱体,分别以醋酸铵和硝酸铟为氮(N)源和铟(In)源,通过氮-铟(N-In)共掺杂沉积p型ZnO薄膜,以未故意掺杂的ZnO薄膜做为n型层获得ZnO基同质p-n结．采用热蒸发工艺在ZnO层和GaAs衬底上分别蒸镀Zn／Au和Au／Ge／Ni电极而获得发光二极管原型器件,在室温下发现了该器件正向电流注入下的连续发光现象．

氧化锌宽禁带半导体薄膜的发光及其p-n结特性

报道了用直流反应溅射法制备的氧化锌薄膜的近紫外发射以及热处理条件对受激发射谱的影响。同时用化学反应辅助掺杂方法生长了 p型和 n型 Zn O薄膜 ,研究了 Zn O/ Si异质结和氧化锌同质 p-n结的电压 -电流特性 (I-V特性 )

半导体硅片的p-n结和铜沉积行为的电化学研究

分别采用电化学直流极化和交流阻抗技术 ,通过控制光照和溶液化学组分 ,研究了半导体硅片 /氢氟酸体系的电化学特性和半导体性能 .对 p( 1 0 0 )和 n( 1 0 0 )两种硅片的研究结果均表明 ,有光照条件下硅 /氢氟酸界面上的电化学反应很容易发生且起着主导作用 ,而黑暗条件下硅片则处于消耗期 ,电化学反应难于发生 ,因而其半导体性能起着重要的作用 .当溶液中有微量铜存在时 ,硅 /溶液界面上的电化学反应将被加速 .通过单独研究两种硅片的电化学行为 ,讨论了半导体硅片在氢氟酸溶液中形成的 p- n接点行为 ,并通过考察溶液中的铜离子浓度、光照条件和沉积时间对铜在硅片上的沉积行为的影响 ,探讨了铜沉积机理 .研究结果表明 ,电化学交流阻抗法对研究稀释氢氟酸溶液中 ppb浓度水平的微量铜杂质对硅片表面的污染极为有效 。

用EBIC法观察InSb半导体器件中的p-n结

能够直观地“看到”半导体材料中制作的p-n结,对于半导体器件的设计和制造工艺很有意义,知道p-n结的厚度及其在样品中的位置,有利于设计器件的结构、保护膜的厚度、电极的尺寸等,也可以优化离子注入、表面处理、电路互联等工艺参数。本文用EBIC(电子束诱生电流)法观察了InSb半导体器件中的p-n结。同时观察到了器件中的肖特基结,其中肖特基结显示出明显的温度特性:温度降低,肖特基结响应区域扩大,温度降至80K,Cr-InSb肖特基结响应区域可扩展至47μm。用离子注入法在InSb材料中制成的p-n结其空间电荷区并不呈对称的空间分布,靠n区一侧的空间电荷区较薄,电荷密度较大,靠p区一侧的空间电荷区较厚,电荷密度相对较小。作为一种常用的观察分析工具,EBIC法在观察分析半导体器件结构方面有透视和显微等优点。

基于P-N结反向恢复过程的吸收电路的仿真设计

介绍了一种用PSPICE仿真软件设计晶闸管吸收电路的方法。该方法利用指数函数模拟P-N结反向恢复时的电流衰减过程,并用PSPICE的参数扫描功能获得吸收电路RC的最佳参数值。该方法适用于普通相控晶闸管和二极管的吸收电路参数设计,有较高的精度。

低表面浓度磷掺杂的高方阻P-N结发射极制备工艺

制备P-N结发射极的常规扩散工艺主要包括预淀积和高温推阱两个步骤。本文采用在高温推阱之后施加一步保温过程的工艺方案,在p型多晶硅片上制备了低表面浓度磷掺杂的高方阻发射极,研究了不同保温温度对P-N结发射极的方阻和磷原子掺杂分布的影响。结果表明,当完成高温推阱后,在650~750℃温度范围内施加保温工艺所得P-N结的方阻值反向升高,同时二次离子质谱(SIMS)测试结果表明,硅片表层区域的磷原子掺杂浓度相应降低。与常规扩散工艺相比,采用在700℃下保温15 min时所得P-N结的方阻升高约3.2Ω/,所得相应太阳能电池光电转换效率E;达到18.69%,比产线工艺提高约0.23%。

环孔p-n结理论分析

在对环孔p n结作近似假设的基础上 ,忽略了产生 复合电流、隧穿电流和表面复合电流的影响 ,假设在低温下扩散电流起主要作用 ,并认为电极与结区之间的接触为欧姆接触 ,建立了环孔p n结的电流模型。根据此模型得出了环孔p n结的电流密度方程和R0 A的计算表达式 ,由于n区空穴的电流密度相对p区要小得多 ,在简化的表达式中忽略了n区电流密度的影响。最后对上述结果进行了数值分析和计算 ,分别做出了R0 A在中波和长波波段随温度和截止波长变化曲线。从曲线可以得出 :当截止波长在中波波段 3～ 5 μm时 ,77～ 15 0K的温度范围都可以使用 ,但只有在 130K或更低的温度下才有较好的性能。目前在中波段的R0 A值已经达到 10 9Ωcm2 ,比理论值要低 2～ 3个数量级 ;对于 8～10 .4 μm波段 ,12 0K以下都有性能 ,而 10～ 14 μm波段 ,要工作在 10 0K温度之下。

基于p-n结中反常光电转换现象的新型带间跃迁量子阱红外探测器

实验发现p-n结中局域载流子具有极高抽取效率,同时伴随着吸收系数的大幅度增加.本文报道上述现象的发现和验证过程,以及基于此现象的新型带间跃迁量子阱红外探测器(interband transition quantum well infrared detector,IQWIP)原型器件的性能.采用共振激发光致发光光谱技术,在InGaN量子阱、InGaAs量子阱、InAs量子点等多个材料体系中均观察到了在p-n结电场作用下的载流子高效逃逸现象,抽取效率分别为95%,87.5%,88%.利用含有InGaAs/GaAs多量子阱的PIN二极管,实验尝试了制备新型的IQWIP原型器件.在无表面减反射膜的实验条件下,利用仅100 nm的有效吸收厚度,实现了31%的外量子效率.基于这个数值推算得到量子阱的光吸收系数达到3.7×10~4cm^(-1),该数值高于传统透射实验测量体材料和量子阱结果.此外,还利用InAsSb/GaSb量子阱材料体系进行了2μm以上波长红外探测的探索.利用上述现象,有望在提高现有器件性能的同时开发出新颖的光-电转换器件.

从多子角度阐述p-n结理论

传统方法在分析p-n结理论时仅仅关注了过剩少子的扩散电流,但是随着其浓度梯度的降低,扩散电流趋于零,则电流的连续性将难以理解。另外,如果仅仅考虑过剩少子的注入,则无法理解"中性区"的电中性(即电中性条件将被破坏)。针对以上矛盾,以基本的器件物理为基础,分析并得到过剩多子必然存在于中性区,且其分布和数量与过剩少子相同,因而过剩多子的扩散电流也参与p-n结的电流输运。在充分考虑过剩多子的基础上,对p-n结的工作机理可以有更好、更深刻的理解。理想二极管方程在一些假设下仅仅考虑了空间电荷区两边过剩少子的扩散电流,提供了一个很巧妙地计算总电流的方法。

立方氮化硼单晶-金刚石薄膜异质p-n结

在 Ｓｉ 中掺杂 Ｎ 型片状立方氮化硼单晶的（１１１） 面上，利用热灯丝化学气相沉积方法生长了掺 Ｂ 的 Ｐ 型金刚石薄膜，从而制得了立方氮化硼单晶金刚石薄膜异质ｐｎ 结，测试了该ｐｎ 结的 Ｖ Ａ 特性，结果表明其整流特性良好。

p-n结光伏探测器的工作体制

在p-n结光伏探测器的I-V曲线上选取与电压、电流轴的交点作为工作点,分析讨论输出短路或开路时的信号和噪声,继而得到探测率,进行比较得出最佳工作体制。

原位构建P-N结复合材料及其可见光光催化性能

提高光催化过程中电子和空穴的提取和分离速率是提高光催化剂催化性能的关键技术之一。用浓硫酸剥离体相氮化碳得到石墨相g-C_(3)N_(4),采用原位生长法制备花状g-C_(3)N_(4)/BiOBr P-N结复合材料,研究pH值对复合材料形貌的影响。利用XRD,SEM,EDS,TEM,UV-vis, BET等测试技术对所得样品的形貌、结构进行表征,讨论样品的光催化性能。结果表明:在g-C_(3)N_(4)/BiOBr复合材料内g-C_(3)N_(4)的[002]晶面和BiOBr的[001]晶面之间形成了异质结,可加速光生电子(e^(-))和空穴(h^(+))的提取和分离。BiOBr和g-C_(3)N_(4)/BiOBr的禁带宽度分别为2.75,2.71 eV,复合材料的带隙减小,对可见光的吸收范围增强。BiOBr和g-C_(3)N_(4)/BiOBr复合材料的比表面积分别为1.27,6.43 m^(2)/g,比表面积增大,增加催化反应活性位点。复合材料g-C_(3)N_(4)/BiOBr的光催化性能比纯g-C_(3)N_(4)和BiOBr更好,且重复使用效果佳。pH=8时制备的g-C_(3)N_(4)/BiOBr复合材料光催化效果最好,此时,对橙黄G、罗丹明B、甲基橙的光催化降解效率分别为91.00%,95.51%,96.72%。

碲镉汞环孔p-n结反常特性分析

在HgCdTe环孔 p n结器件的研制过程中 ,经常会出现一些反常现象 ,如负的开路电压和负的光电压等。现对上述现象进行理论分析 。

p-n结的隧道击穿模型研究

建立了抽象化的理论模型对p-n结隧道击穿机理进行定量研究,在理论模型的基础上探讨了电子势垒的形状以及势垒形状随外加电压的变化,并进行定量计算,得出隧穿电压随杂质掺杂浓度的变化规律。所得结论与硅、锗p-n结实验数据相吻合,证明了所建立的理论模型在定量研究p-n结的隧道击穿中的合理性与实用性。该理论模型对研究一般材料或器件的隧道击穿具有重要的借鉴意义。

高功率微波激励下p-n结器件响应

通过采用时域有限差分方法 (FDTD)和混合算法处理半导体器件所满足的刚性、耦合、非线性偏微分方程组 ,建立PN结半导体器件在高功率微波 (HightPowerMicrowave)激励下瞬态响应的一维模型 ,并在此基础上进行二极管功率耗散情况的分析和对微波信号响应截止频率的计算 ,从而对PN结半导体在高功率微波激励下的损伤机理进行研究 .计算表明 ,二极管功率耗散主要集中在源电压正半周峰值附近 ,器件的热击穿应发生在信号的正半周期内 。

BiVO_4/Co_3O_4、BiVO_4/NiO纳米p-n结型光催化材料的制备与研究

采用水热合成法,选择不同反应温度、反应时间、pH值和表面活性剂,制备出不同结构的BiVO4粉末,并以此包覆制备了BiVO4/Co3O4、BiVO4/NiO.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见吸收光谱技术对产物进行分析表征,结果表明,在反应液pH值为9,水热温度180°,水热时间8小时,可得到纯的单斜晶系白钨矿型BiVO4粉末;包覆的纳米p-n结型BiVO4/Co3O4、BiVO4/NiO光催化材料能有效分离光生电子和空穴,大大提高了光催化的效率.

p-n结型光催化剂Co_3O_4/In_2O_3的制备、表征及其光催化性能的研究

p-n结型Co3O4/In2O3光催化剂是用共沉淀法制备的,并用X射线衍射对其进行表征。用光催化还原Cr6+和光催化氧化甲基橙的效率来评价该催化剂的活性。实验分别研究了Co3O4的掺杂比、焙烧温度和焙烧时间对光催化活性的影响。实验结果表明,Co3O4的最佳掺杂比(质量分数)为5%。催化剂的最佳焙烧温度和最佳焙烧时间分别为300°C和2h。在可见光和紫外光的照射下,p-n结型光催化剂Co3O4/In2O3的光催化氧化活性和光催化还原活性均比纯In2O3的高。实验同时还探讨了影响p-n结型光催化剂Co3O4/In2O3催化活性的机理。

原子尺度控制全氧化物p-n结的制备和特性研究

采用替位掺杂的方法,使用激光分子束外延技术,成功地制备出钛酸锶、钛酸钡、钛酸锶/钛酸钡、YBCO/钛酸锶和钛酸锶/锰酸镧等全氧化物p-n结.X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、高分辨透射电镜(HRTEM)等测量分析结果均表明,p-n结构的表面与界面均达到原子尺度的光滑,p-n结的I-V曲线显示了很好的整流特性.首次观测到全氧化物p-n结电流和电压的磁调制特性与正的巨磁电阻效应,在290 K和255 K条件下,外磁场变化5398A/m时,磁电阻的最大灵敏度分别达到85Ω/79.6 A·m-1和246Ω/79.6A·m-1;在一个多层p-n结构上,磁电阻的变化率△R/R0达到517%.