势垒对称性对锆钛酸铅(PZT)薄膜铁电及光伏性能的影响

文章主要研究对称(ITO/PZT/ITO)与非对称(Pt/PZT/ITO)势垒结构对锆钛酸铅(PZT)薄膜铁电及光伏性能的影响.实验发现,势垒对称性差异直接影响材料电滞回线,ITO/PZT/ITO结构的剩余极化强度(Pr)更大,对称性更好,饱和度更高.测试光照与暗态时两种结构Pr的变化,结果显示两种结构的Pr均增大,分析光照时Pr增大的原因,发现两种结构的漏电流在光照时均明显变大,但两种结构的净极化强度(△P)在光照时表现出差异,即对于ITO/PZT/ITO结构光照时△P基本不变,而Pt/PZT/ITO结构光照△P变小.因此得出光照时△P的变化受势垒对称性的影响,但光照时Pr的增大主要源于漏电流的增加而非△P.此外还对两种结构的光伏性能进行了研究,发现势垒的对称性同样影响材料的光伏特性,Pt/PZT/ITO结构的开路电压和短路电流密度明显高于ITO/PZT/ITO结构.     

后退火增强氢化非晶硅钝化效果的研究

在本征氢化非晶硅(a-Si:H(i))/晶体硅(c-Si)/a-Si:H(i)异质结构上溅射ITO时, 发现后退火可大幅增加ITO/a-Si:H(i)/c-Si/a-Si:H(i)的少子寿命(从1.7 ms到4 ms). 这一增强效应可能的三个原因是: ITO/a-Si:H(i)界面场效应作用、退火形成的表面反应层影响以及退火对a-Si:H(i)材料本身的优化, 但本文研究结果表明少子寿命增强效应与ITO和表面反应层无关; 对不同沉积温度制备的a-Si:H(i)/c-Si/a-Si:H(i)异质结后退火的研究表明: 较低的沉积温度(<175 ℃)后退火增强效应显著, 而较高的沉积温度(>200 ℃)后退火增强效应不明显, 可以确定“低温长高温后退火”是获得高质量钝化效果的一种有效方式; 采用傅里叶红外吸收谱(FTIR)研究不同沉积温度退火前后a-Si:H(i)材料本身的化学键构造, 发现退火后异质结少子寿命大幅提升是由于a-Si:H(i)材料本身的结构优化造成的, 其深层次的本质是通过材料的生长温度和退火温度的优化匹配来控制包括H含量、H键合情况以及Si原子无序性程度等微观因素主导作用的一种竞争性平衡, 对这一平衡点的最佳控制是少子寿命大幅提升的本质原因.     

Control of epitaxial growth at a-Si:H/c-Si heterointerface by the working pressure in PECVD

The epitaxial-Si(epi-Si) growth on the crystalline Si(c-Si) wafer could be tailored by the working pressure in plasmaenhanced chemical vapor deposition(PECVD).It has been systematically confirmed that the epitaxial growth at the hydrogenated amorphous silicon(a-Si:H)/c-Si interface is suppressed at high pressure(hp) and occurs at low pressure(1p).The hp a-Si:H,as a purely amorphous layer,is incorporated in the 1p-epi-Si/c-Si interface.We find that:(i) the epitaxial growth can also occur at a-Si:H coated c-Si wafer as long as this amorphous layer is thin enough;(ii) with the increase of the inserted hp layer thickness,lp epi-Si at the interface is suppressed,and the fraction of a-Si:H in the thin films increases and that of c-Si decreases,corresponding to the increasing minority carrier lifetime of the sample.Not only the epitaxial results,but also the quality of the thin films at hp also surpasses that at lp,leading to the longer minority carrier lifetime of the hp sample than the lp one although they have the same amorphous phase.