HgCdTe长波光伏探测器的表面漏电流及1/f噪声研究

在同一Hg_1-xCd_xTe晶片上(x=0217)制备了单层ZnS钝化和双层 （CdTe+ZnS）钝化的两种器件，对器件烘烤前后的暗电流和1/f噪声进行了测试，烘烤 前发现，ZnS钝化的器件在反偏较大时具有较大的表面隧道电流，而这种表面漏电流是ZnS钝 化器件具有较大1/f噪声电流的原因，通过高分辨x射线衍射中的倒易点阵技术（recipr ocal space mapping,RSM）研究了单双层钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响，发现单层 ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷，而这些缺陷正是ZnS钝化器件具有较大表面漏电流 和1/f噪声的原因. 经过高温烘烤后，ZnS钝化的器件暗电流和1/f噪声增加，而双 层钝化器件经过高温烘烤后性能提高. RSM的研究表明，高温烘烤后ZnS钝化的HgCdTe外延层 产生大量缺陷，这些缺陷正是单层钝化器件表面漏电流和1/f噪声电流增加的原因. 关键词： HgCdTe 光伏探测器 钝化 表面漏电流 1/f噪声 倒易点     

硅异质结太阳电池中钝化层和发射层的优化设计

本征钝化层及p型发射层对硅异质结太阳电池的性能具有重要的影响.本文在常规钝化层与晶硅衬底(c-Si)之间插入一层低功率、高氢稀释比沉积的超薄缓冲层,以此来提高钝化效果,并拓宽钝化层工艺窗口.此外,设计并制备了具有宽带隙、高电导特性的重掺杂纳米晶硅/轻掺杂p型双层复合发射极.实验结果表明,双层钝化层具有更加稳定与优异的钝化效果,钝化样品的少子寿命达到4.197 ms,隐含开路电压(implied-V_(OC),iV_(OC))达到726 mV.同时双层复合发射层中,轻掺杂的掺杂层可以减弱掺杂剂向本征钝化层的扩散,保证良好的钝化效果,而重掺杂的掺杂层不仅能够提供足够的内建电场,而且可以改善掺杂层与氧化铟锡薄膜的接触特性,进而提升电池的输出特性.并且高氢稀释比的前掺杂层还可以对钝化层起到氢处理的作用,减少钝化层表面的悬挂键,从而增强化学钝化效果,进而提高电池的开路电压.最终,基于商业化制绒的硅片,获得了效率达到20.96%的硅异质结太阳电池,其中开路电压为710 mV,短路电流密度为39.88 mA/cm~2,填充因子为74.02%.     

基于AlN膜结构VCSEL热特性的研究(英文)

本文用ANSYS有限元热分析软件模拟了基于AlN膜钝化层和Si O2膜钝化层的高功率垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)器件内部的热场分布和热矢量分布.目的是证明Al N膜钝化层要比SiO2膜钝化层有具更好的特性,使器件能更稳定的工作,提高器件的特性,经模拟得到基于Al N膜钝化层的VCSEL热阻为3.12℃/W,而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.77℃/W.经实验测得基于Al N膜钝化层的VCSEL热阻为3.59℃/W而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.82℃/W,模拟结果和实验结果吻合较好.说明AlN膜钝化层要比SiO2膜钝化层具有更好的热特性.     

基于AlN膜钝化层VCSEL激光器热特性的研究

 用ANSYS有限元热分析软件模拟了基于AlN膜钝化层和SiO2膜钝化层的高功率垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)器件内部的热场分布和热矢量分布。经模拟得到基于AlN膜钝化层的VCSEL热阻为3.123℃/W,而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.377℃/W。经实验测得基于AlN膜钝化层的VCSEL热阻为3.54℃/W,而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.75℃/W,模拟结果与实验结果吻合较好。     

基于AlN膜结构VCSEL热特性的研究

本文用ANSYS有限元热分析软件模拟了基于AlN膜钝化层和SiO2膜钝化层的高功率垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)器件内部的热场分布和热矢量分布.目的是证明AlN膜钝化层要比SiO2膜钝化层有具更好的特性,使器件能更稳定的工作,提高器件的特性,经模拟得到基于AlN膜钝化层的VCSEL热阻为3.12 ℃/W,而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.77 ℃/W.经实验测得基于AlN膜钝化层的VCSEL热阻为3.59 ℃/W而基于SiO2膜钝化层的VCSEL的热阻为4.82 ℃/W,模拟结果和实验结果吻合较好.说明AlN膜钝化层要比SiO2膜钝化层具有更好的热特性.     

液相外延碲镉汞薄膜表面氧化特性的光电子能谱研究

利用X射线光电子谱对液相外延HgCdTe薄膜表面氧化特性进行了 研究,对经不同工艺过程处理的HgCdTe表面进行了测量、分析,结果表明碲镉汞表面经溴 无水乙醇溶液腐蚀后,再用乳酸 乙二醇溶液对表面进行处理,可获得氧化物极少甚至无氧 化的HgCdTe表面.说明HgCdTe表面钝化前的预处理直接影响钝化层/HgCdTe的界面特性.  关键词：     

基于隧穿氧化物钝化接触的高效晶体硅太阳电池的研究现状与展望

在当今的光伏市场,晶体硅电池占据超过九成的份额,并且被认为在未来将依旧占据主导地位.在高效晶硅电池中,隧穿氧化物钝化接触太阳电池(tunnel oxide passivated contact solar cell, TOPCon)因其优异的表面钝化效果以及与传统产线兼容性好的优势而受到持续关注.该电池最显著的特征是其高质量的超薄氧化硅和重掺杂多晶硅的叠层结构,对全背表面实现了高效钝化,同时载流子选择性地被收集,具有制备工艺简单、使用N型硅片无光致衰减问题和与传统高温烧结技术相兼容等优点.本文首先介绍了隧穿氧化物钝化接触太阳电池的基本结构和基本原理,然后对现有超薄氧化硅层和重掺杂多晶硅层的制备方式进行了对比,最后在分析研究现状基础上指出了该电池未来的研究方向.     

表面钝化前后Al0.22Ga0.78N/GaN异质结势垒层应变的高温特性

用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)研究了表面钝化前后Al_0.22Ga_0.78N/ GaN异质结势垒层应变的高温特性，温度变化范围从室温到813K.结果表明，对未钝化的异质 结，当测试温度高于523K时，Al_0.22Ga_0.78N势垒层开始出现应变 弛豫；钝化后，在Al_0.22Ga_0.78N势垒层中会产生一个附加的平面 拉伸应变，并随着温度的增加，势垒层中的平面拉伸应变会呈现出一个初始的增加，接着应 变将减小，对100nm厚的Al_0.22Ga_0.78N势垒层，应变只是轻微地减 小，但对于50nm厚的Al_0.22Ga_0.78N势垒层，则出现了严重的应变 弛豫现象. 关键词： 0.22Ga_0.78N/GaN异质结')" href="#">Al_0.22Ga_0.78N/GaN异质结 应变 3 N₄钝化')" href="#">Si₃ N₄钝化 高温XRD     

激光在PERC晶硅电池中背面点接触电极制备中的应用

在经过Al2O3全钝化发射极钝化局部背接触(PERC)结构电池的背面实现良好的接触电极一直是制约着PERC高效电池向产业化推广的重要因素之一。本文采用532 nm激光烧蚀背面钝化介质层方法和传统的光刻工艺来实现背面电极的局部接触,并对两种方法进行详细的比较与分析。对激光烧蚀和激光烧结两种不同的局部接触电极制备方式进行了对比,发现激光烧蚀是更为适宜的工艺方式。相较于激光烧结,以激光烧蚀方式制备的电池的串联面接触电阻从10.7Ω.cm2降到1.24Ω.cm2,效率从4.2%提高到10.7%。     

钙钛矿/硅叠层太阳电池中平面a-Si:H/c-Si异质结底电池的钝化优化及性能提高

最近,旋涂法制备的钙钛矿/平面硅异质结高效叠层太阳电池引起人们广泛关注,主要原因是相比于绒面硅衬底制备的钙钛矿/硅叠层太阳电池,其制备工艺简单、制备成本低且效率高.对于平面a-Si:H/c-Si异质结电池, a-Si:H/c-Si界面的良好钝化是获得高转换效率的关键,进而决定了钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的性能.本文主要从硅片表面处理、a-Si:H钝化层和P型发射极等方面展开研究,通过对硅片表面的氢氟酸(HF)浸泡时间和氢等离子体预处理气体流量、a-Si:H钝化层沉积参数、钝化层与P型发射极(I/P)界面富氢等离子体处理的综合调控,获得了相应的优化工艺参数.对比研究了p-a-Si:H和p-nc-Si:H两种缓冲层材料对I/P界面的影响,其中高电导、宽带隙的p-nc-Si:H缓冲层既能够降低I/P界面的缺陷态,又可以增强P型发射层的暗电导率,提高了前表面场效应钝化效果.通过上述优化,制备出最佳的P-type emitter layer/aSi:H(i)/c-Si/a-Si:H(i)/N-type layer (inip)结构样品的少子寿命与implied-Voc分别达到2855μs和709 mV,表现出良好的钝化效果.应用于平面a-Si:H/c-Si异质结太阳电池,转换效率达到18.76%,其中开路电压达到681.5 mV,相对于未优化的电池提升了34.3 mV.将上述平面a-Si:H/c-Si异质结太阳电池作为底电池,对应的钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的开路电压达到1780 mV,转换效率达到21.24%,证明了上述工艺优化能够有效地改善叠层太阳电池中的硅异质结底电池的钝化及电池性能.     

光谱学研究硅烷钒锆复合钝化膜的结构和成膜机理

在热镀锌钢板表面制备了硅烷钒锆复合钝化膜。用X射线光电子能谱(XPS)、射频辉光放电发射光谱(rf-GD-OES)和傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)表征了钝化膜的组成结构,分析了硅烷钒锆复合钝化膜的成膜机理。结果表明：硅烷之间互联构成了硅烷钒锆复合钝化膜的主成膜成分,无机缓蚀剂均匀分布在膜层中。钝化膜表面Si2p的XPS窄幅扫描谱100.7 eV处的拟合峰和红外光谱在波数1 100 cm-1 Si—O吸收峰变宽加强,表明硅烷以Si—O—Zn键的形式化学吸附在锌的表面,硅烷分子之间通过Si—O—Si键相互交联;红外光谱中1 650和1 560 cm-1的两个酰胺特征峰,结合910 cm-1的环氧特征峰的消失,表明γ-GPT的环氧基团在氨基活性氢的诱导下开环和γ-APT的氨基之间发生聚合反应形成交联的空间网状结构;rf-GD-OES分析发现钝化膜0.3 μm处存在一层富氧层,钝化反应生成的ZrF₄,ZrO₂和钒盐等无机物均匀分布在钝化膜中。分析膜层组成结构和成膜前后的ATR-FTIR光谱,研究了成膜过程中发生的物理过程和化学变化,提出了硅烷钒锆复合钝化膜的成膜机理。     

栅控横向PNP双极晶体管基极电流峰值展宽效应及电荷分离研究

为了对双极器件在电离辐射环境下的损伤机理及加固技术进行深入的研究,对设计制作的不同工艺类型的栅控横向PNP双极晶体管进行了60Co-γ低剂量率辐照试验.结果表明:1)栅控双极晶体管的辐射特性具有很强的工艺相关性,钝化层的存在对于双极晶体管的辐射响应具有很大影响,有钝化层的器件在电离辐射环境中会产生更多的界面态,其抗辐射能力大大减弱;2)针对国产栅控横向PNP晶体管在低剂量率辐照时会发生峰值电流展宽效应,文中对展宽效应潜在机理进行了分析,并针对展宽效应提出了新的分离方法.这不但对设计抗辐射加固器件提供了依据,而且为进一步深入研究双极器件的低剂量率辐射损伤增强效应提供了强有力工具.     

钙钛矿太阳能电池中钝化层对缺陷复合行为的影响

有机-无机卤化铅钙钛矿多晶薄膜太阳能电池在近几年的研究中实现了光电转换效率的快速增长。然而,其多晶结构的活性层导致器件仍然遭受到表面和晶界位置缺陷引起的性能衰减。本研究借助两种有机氢碘酸盐,即苯乙基碘化胺(Phenethylammonium iodide, PEAI)和邻氟苯乙胺碘(2-Fluorophenylethylammonium iodide, o-F-PEAI),在CH_3NH_3PbI_3钙钛矿多晶薄膜表面形成钝化层。扫描电子显微镜和原子力显微镜分析结果显示,PEAI和o-F-PEAI处理后的钙钛矿薄膜晶界被钝化层明显填充,表面粗糙度也显著下降。另外,荧光寿命成像分析结果显示钝化后的钙钛矿薄膜具有更多的光子数和更长的荧光寿命。上述结果表明,PEAI和o-F-PEAI诱导的钝化层可以有效抑制多晶薄膜表面和晶界位置的缺陷复合行为。因此,钝化后的倒置结构钙钛矿太阳能电池器件功率转换效率(Power conversion efficiency, PCE)可以达到21%。此外,o-F-PEAI钝化处理后的器件由于氟离子的作用表现出更好的器件稳定性。     

正十八硫醇钝化GaAs(100)表面特性研究

为了有效降低GaAs半导体表面态密度,提出了采用正十八硫醇（ODT,CH₃[CH₂]₁₇SH）进行GaAs表面钝化的方案。首先,分别对GaAs（100）晶片进行了常规硫代乙酰胺（TAM,CH₃CSNH₂）钝化和正十八硫醇钝化,通过X射线光电子能谱（XPS）对比分析了钝化前后晶片表面的化学成分,然后利用光致发光光谱（PL）对正十八硫醇处理的GaAs（100）晶片进行了钝化时间的优化,最后通过扫描电子显微镜（SEM）测试了钝化前后的晶片表面形貌。实验结果表明：采用正十八硫醇钝化的GaAs（100）表面,相比常规硫代乙酰胺钝化方案,具有更低的氧化物含量和更厚的硫化层厚度;室温钝化条件下,钝化时间越长,正十八硫醇的钝化效果越好,但PL强度在钝化超过24 h后基本达到稳定,最高PL强度提高了116%;正十八硫醇钝化的GaAs（100）晶片具有良好的表面形貌,表面形成了均匀、平整的硫化物钝化层。数据表明正十八硫醇是钝化GaAs（100）表面一种非常有效的技术手段。     

铝在氢氧化钠溶液中的电解加工与钝化机理

采用电解腐蚀装置,研究铝芯轴在1 mol/L的氢氧化钠溶液中4~28 V电压条件下的电流随时间的变化,得到电压与稳定时刻电流的关系曲线。通过改变电解液温度(20~35 ℃),对数据拟合后得到活化能。当电压高于28 V时,铝表面完全钝化,采用扫描电子显微镜得到未钝化样品和钝化样品的表面形貌,采用X射线衍射仪对未钝化样品和钝化样品进行分析表征,得出了钝化样品表面钝化层的主要成分为三羟铝石。从钝化产物的主要成分,推断出表面反应过程及钝化机理。     

联氨溶液钝化GaAs(100)表面特性及其发光性能

为了有效降低GaAs表面态密度,获得稳定的高性能钝化膜,使用联氨溶液钝化GaAs(100)表面。通过光致发光对联氨溶液浓度、Na_2S浓度和钝化时间进行了优化。联氨溶液钝化后GaAs样品的PL比未处理的增加了1.22倍。采用X射线光电子能谱和原子力显微镜分析了联氨溶液钝化前后GaAs的表面成分和形貌。结果表明,联氨溶液钝化GaAs表面可以有效地去除表面氧化物,形成均匀、平整的GaN钝化层。通过表面稳定性测试发现,钝化后的GaAs表面在空气中放置数天,光致发光强度未见明显的退化(30 d内PL强度降低7%),说明钝化后GaAs表面的稳定性良好。     

GaAs表面硫化学钝化,CH3CSNH2处理新探

应用同步辐射光电子谱（SRPES）和光致荧光（PL）方法探讨不同钝化条件对GaAs表面键合状态和电子态的影响．发现无论在酸性溶液或碱性溶液条件下，经过CH₃CSNH₂处理的GaAs表面S都与Ga和As成键，形成硫化物钝化层；钝化层形成后，PL谱的强度明显增强，表明GaAs表面复合中心的减少和缺陷态密度的降低 关键词：     

准分子激光电化学刻蚀镍的特性研究

提出一种新的准分子激光电化学加工工艺,在阳极钝化区内,通过准分子激光照射,以实现无屏蔽的各向异性的微加工。对该工艺进行了可行性分析,并对其进行了初步试验,证实在钝化区,准分子激光导致刻蚀电流增加的幅度比较明显,在此基础上,深入研究了在准分子脉冲激光作用过程中,刻蚀电流与脉冲数、脉冲频率之间的关系。表明准分子激光在钝化区具有增强电化学特性的能力。     

超临界CO2钝化金属铀的理论研究

超临界CO2可以清洗核材料表面，同时也可以起到钝化作用。有关超临界CO2的热力学，分子结构与分子反应动力学以及实验的研究从微观与宏观都明确指出，超临界CO2可以与铀生成UO2，UC和C等，但是没有对化学性质的定量和钝化层的结构进行计算。本研究正是补充此方面的研究。应用化学热力学原理对超临界CO2与铀反应生成的UO2、UC和C等化学性质进行计算并利用Gaussian 98程序对反应后形成的钝化层结构进行计算。     

聚氨酯泡沫塑料磁控溅射镀膜工艺

机械加工后的聚氨酯泡沫塑料，由于破坏了模塑成型的外表面膜层，材料本身多孔隙暴露在空气中，极易受潮、变形，孔隙吸附的气体对真空度有严格要求的镀膜造成极大困难，材质疏松不利于膜层结合，其低熔点的性质也使镀膜工艺的选择受到限制。采用合适的前处理技术和磁控溅射镀膜参数，可以在保证制造精度的前提下镀得一定厚度的不锈钢膜层，为该类产品提供有效的防护。