PbS量子点的化学制备及其太阳能光伏特性

通过化学溶液体系中反应温度与原料配比的控制合成了第一吸收峰在833～1700 nm范围内可调的PbS量子点.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM) 、吸收光谱等手段研究了化学溶液法制备的PbS量子点形貌、尺寸分布以及近红外吸收等特性.所获得的量子点尺寸分布均匀, 直径在2.6 ～7.0 nm范围内可调.基于PbS量子点的红外吸收特性, 通过表面修饰方法在原子层沉积技术(ALD)生长的TiO2薄膜上构筑了FTO/TiO2/PbS/Au光伏器件结构, 并初步研究了光电流与量子点特征吸收的关系等光电转换特性.     

含PbS量子点串联双隧道结I—V特性仿真

对形成单电子器件的典型串联双隧道结结构模型,通过求解含时薛定谔方程,计算了PbS量子点自组装体系的隧穿电流与偏压的关系。给出了含PbS量子点串联双隧道结在室温下的I-V特性仿真数据,结果与实验符合得较好。     

PbS量子点同质P-N结光电探测器

PbS胶体量子点因其带隙可调、可溶液加工、吸收系数高等优异特性而广泛应用于光电探测器领域。然而基于光电二极管结构的PbS量子点光电探测器通常会使用不同的材料来制备N型层,从而增加了器件设计和工艺的复杂性,不利于这类光电探测器未来在面阵成像芯片中的应用。为简化制备工艺,提出了一种PbS量子点同质P-N结光电探测器,仅通过一种工艺过程实现了器件P型层和N型层的制备。经测试,探测器对不同入射光强度的探测表现出了良好的线性响应;在0.5 V反向偏压作用下,器件在700 nm处的响应度为0.11 A/W,比探测率为3.41×1011 Jones,展现出了其对弱光探测的优异能力。结果表明文中提出的PbS量子点同质PN结光电探测器有助于推动其在面阵成像领域中的发展。     

PbS胶体量子点稳定性研究进展

PbS胶体量子点由于其制备简单、成本低廉,在近红外波段通过调节尺寸就能改变带隙,在太阳能电池、红外探测、LED、生物成像等多个领域均有广泛的应用,但稳定性限制了其大规模推广.本文总结了影响PbS胶体量子点稳定性的机理,从制备、结构、保存、使用等多个环节探讨提高其稳定性的具体措施.提出进一步改进PbS胶体量子点稳定性的具...     

基于InAs/GaAs量子点-石墨烯复合结构的肖特基光电探测器研究

石墨烯具有电子迁移率高、透过率高(T≈97.7%)且费米能级可调的特性。砷化镓的电子迁移率比硅的大5到6倍。引入砷化铟量子点后,光电探测器具有低暗电流、高工作温度、高响应率和探测率的特点,因而可被用于制备响应快、量子效率高和光谱宽的光电探测器。对基于InAs/GaAs量子点-石墨烯复合结构的肖特基结的I-V特性和光电响应进行了研究。结果表明,在0 V偏压下,该器件在400 nm～950 nm均有响应,峰值响应率可达0.18 A/W;在反向偏压下,器件的峰值响应率可达到0.45 A/W。通过对暗电流随温度变化的特性进行分析,得到了InAs/GaAs量子点-石墨烯肖特基结在室温附近以及80 K附近的势垒高度。     

基于石墨烯/铟砷量子点/砷化镓异质结新型光电探测器

研究了一种石墨烯/铟砷量子点/砷化镓界面形成的异质结探测器的暗电流特性以及光电响应性质.虽然石墨烯具有很高的电子迁移率,但受限于较低的光子吸收率,使其在光电探测领域的应用受到了限制.而半导体量子点具有量子效率高,光吸收能力强等独特优点.于是利用石墨烯-砷化铟量子点-砷化镓异质结结构制备了一种新型光电探测器.并对该探测器的响应率、I-V特性曲线、暗电流特性、探测率、开关比等关键性能进行了研究.其在637 nm入射光情况下的响应率、探测率以及开关比可分别达到为17. 0 m A/W、2. 3×10~(10)cm Hz~(1/2)W~(-1)和1×10~3.而当入射光为近红外波段的940纳米时,响应率进一步增加到了207 m A/W.同时,还证实了该器件的暗电流、肖特基势垒高度和理想因子对温度的都具有较高的依赖性都较强.     

Au-GaN肖特基结的伏安特性

在MBE和MOCVD两种方法制备的n-GaN材料上制作了Au-GaN肖特基结,测定了肖特基结的室温I-V特性.分析表明：GaN材料的载流子浓度对肖特基结的特性有很大的影响     

Au-GaN肖特基结的伏安特性

在 MBE和 MOCVD两种方法制备的 n- Ga N材料上制作了 Au- Ga N肖特基结 ,测定了肖特基结的室温 I- V特性 .分析表明 :Ga N材料的载流子浓度对肖特基结的特性有很大的影响     

PbS量子点电致发光器件中的光子晶体结构设计

将PbS量子点电致发光器件的发光层引入二维光子晶体结构,利用光子晶体的光子带隙效应提高器件的发光效率。采用平面波展开法计算了以空气为背景,由圆形或方形介质柱所构成的不同晶格排列的光子晶格的能带图,获得光子晶体结构参数对完全带隙的影响规律。结果显示:采用方形介质柱以蜂窝方式排列的光子晶体在填充率f=0.283时具有较宽的完全带隙△ω=0.134 6(2πc/a)。利用有限元法模拟了晶格常数a=476 nm,方形介质柱边长l=167 nm时,波长为1 124 nm的光在该光子晶体中传播的光场分布图。计算得到具有该光子晶体结构的PbS量子点电致发光器件的发光效率可达57.9%。     

Influence of post-synthesis annealing on PbS quantum dot solar cells

Colloidal quantum dots (CQDs) are attractive materials for optoelectronic applications due to their low-cost, facile processing and size-dependent band-gap tunability. Solution-processed organic, inorganic and hybrid ligand-exchange techniques have been widely applied in QDs-based solar cells (QDSCs) to improve the power conversion efficiency (PCE). Till now, however, few have been reported to date the influence of post-synthesis annealing on the electrical characteristics of the PbS QDSCs. To reduce the influence of diffusion length, in this work, we present the thermal annealing treatment effect on the device performance of a typical heterojunction solar cell ITO/ZnO/PbS/Au with a relatively thinner active layer. By changing the annealing temperatures during the post-synthesis processes, we found its PCE increase from 3.26% to 4.52% after annealing at 140 °C, showing a 38.6% enhancement due to a dramatic enhancement of short circuit-current density (J_SC) but a slight decrement of open-circuit voltage (V_OC), and also, the mechanisms underneath for the enhanced performance are discussed in details.     

Investigation of Al Schottky junction on n-type CdS film deposited on polymer substrate

A systematic study has been made on the behavior of Al/n-CdS thin film junction on flexible polymer substrate (polyethylene terephthalate, PET) grown using thermal evaporation method. Temperature dependence of I-V measurements for this junction has been done which closely follow the equations of Schottky barrier junction dominated by thermionic emission mechanism. Intrinsic and contact properties such as barrier height, ideality factor and series resistance have been calculated from I-V characteristics. The barrier height of Al/n-CdS junction is found to increase with increase in temperature whereas ideality factor and series resistance decrease with increase in temperature.     

酞菁染料ZnPc和Q-PbS复合敏化纳米晶ZnO薄膜电极的研究

利用溶胶-凝胶旋涂镀膜法结合热处理工艺在FTO玻璃上制备了ZnO薄膜,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子镜(SEM)对其晶相及表面形貌进行了表征;以酞菁染料ZnPc和窄禁带半导体PbS量子点(Q-PbS)为敏化剂,分别制备了FTO/ZnO/ZnPc电极、FTO/ZnO/Q-PbS电极和FTOZnO/Q-PbS/ZnPc电极,结果表明,ZnPc和Q-PbS对ZnO纳米颗粒膜产生了良好的敏化作用,且两者的复合敏化效果最好;制备了FTO/ZnO/Q-PbS/ZnPc为光阳极的染料敏化太阳能电池(DSSC),在模拟太阳光下,电池的开路电压为304mV,短路电流为1.42mA,光电转换效率为0.696%,填充因子为0.348。     

4H-SiC结型势垒肖特基二极管的制作与特性研究

本文设计制作了两种具有不同结构参数的4H-SiC结型势垒肖特基二极管,在制作过程中采用了两种制作方法：一种是对正电极上的P型欧姆接触进行单独制作,然后制作肖特基接触的工艺过程;另一种是通用的通过一次肖特基接触制作就完成正电极制作的工艺过程。器件制作完成后,通过测试结果比较了采用场限环作为边界终端与未采用边界终端的器件的反向特性,结果显示采用场限环有效地提高了该器件的击穿电压,减小了其反向电流。另外,测试结果还显示采用独立制作P型欧姆接触的工艺过程有效提高了4H-SiC结型势垒肖特基二极管的反向特性,其中P型欧姆接触的制作过程和结果也在本文中做出了详细叙述。     

Fabrication and characteristics of a 4H-SiC junction barrier Schottky diode

4H-SiC junction barrier Schottky(JBS)diodes with four kinds of design have been fabricated and characterized using two different processes in which one is fabricated by making the P-type ohmic contact of the anode independently,and the other is processed by depositing a Schottky metal multi-layer on the whole anode.The reverse performances are compared to find the influences of these factors.The results show that JBS diodes with field guard rings have a lower reverse current density and a higher breakdown voltage,and with independent P-type ohmic contact manufacturing,the reverse performance of 4H-SiC JBS diodes can be improved effectively. Furthermore,the P-type ohmic contact is studied in this work.     

GaAs量子阱中退极化效应对光学整流的影响

用弛豫时间近似和紧致密度矩阵方法,在施加偏向电场的GaAs方量子阱中,研究了退极化场对光学整流的影响。结果表明,退极化场使共振峰的位置向高能方向发生移动。对应三个不同的偏向电场 , ,和 的共振峰的位置分别为 , 和 .共振峰位置的偏移量分别为5.96 、5.99 、6.28 ,其偏移量随偏向电场的增大而略有增大。     

石墨烯/CdTe肖特基结柔性薄膜太阳能电池研究

利用Matlab仿真模拟了石墨烯/P-CdTe肖特基结太阳能电池的光电特性。结果表明,电池的短路电流密度Jsc为23.9×10–3A/cm2、开路电压Voc为0.64 V、填充因子FF为79.0,转换效率η高达12%。与传统的氧化铟锡(ITO)电极比较,石墨烯柔韧性好,同时具备高透光和高导电的特性,可替代ITO作为新型电极材料来制备柔性薄膜太阳能电池。     

Exciton spectroscopy on single CdSe/ZnSe quantum dot photodiodes

We have investigated the properties of neutral and charged excitons in single CdSe/ZnSe QD photodiodes by μ-photoluminescence spectroscopy. By applying a bias voltage, we have been able to control the number of electrons in a single QD by shifting the energy levels of the QD with respect to the Fermi level in the back contact. Also the quantum-confined Stark effect was observed as a function of the applied electric field.