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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 218 毫秒
1.
研究了p-lnGaN层厚度对p-i-n结构InGaN太阳电池性能的影响.模拟计算发现,随着p-InGaN层厚度的增加,InGaN太阳电池效率降低.较差的p-InGaN欧姆接触特性会破坏InGaN太阳电池性能.计算结果还表明,无论欧姆接触特性好坏,随着p-InGaN层厚度的增加,短路电流下降是导致InGaN电池效率降低的主要原因.选择较薄的p-InGaN层有利于提高p-i-n结构InGaN太阳电池的效率.  相似文献   

2.
为了优化InGaN太阳能电池结构并有效地指导实际电池的制备,研究了n-i-p(p层在下)In组分梯度渐变结构的InGaN太阳能电池的性能特征。通过APSYS软件模拟计算,对比采用p-i-n渐变结构(p层在上)和n-i-p渐变结构(p层在下)的InGaN太阳能电池的器件性能。结果表明,采用n-i-p渐变结构的InGaN电池,i-InGaN层在低In组分下没有明显的优势,而在高In组分下的器件性能较好。在In组分为0.62时,转换效率最高达到8.48%。分析表明,p层在下的n-i-p渐变结构使得InGaN电池的极化电场与耗尽区的内建电场方向一致,有利于载流子的输运。采用n-i-p渐变结构有利于制备高性能的InGaN太阳能电池。  相似文献   

3.
基于半导体低维微纳结构构筑的可见光发光器件,特别是位于500~600 nm波段的黄绿光光源,因具有较高的发光效率、长寿命和低功耗等特点,在超高分辨率显示与照明、单分子传感和成像等领域有着广泛的应用价值。由于高性能低维黄绿色发光器件在发光材料制备、器件结构以及发光器件的“Green/yellow gap”和“Efficiency droop”等方面受到严重限制,极大地影响了低维微纳结构黄绿光发光器件的开发和应用。本文采用单根镓掺杂氧化锌(ZnO∶Ga)微米线和p型InGaN衬底构筑了异质结基黄光发光二极管,其输出波长位于580 nm附近,半峰宽大约为50 nm。随注入电流的增加,光谱的峰位和半峰宽几乎没有任何变化,也没有观察到InGaN基光源中常见的量子斯塔克效应。器件相应的色坐标始终处于黄光色域范围。更为重要的是,器件的外量子效率在大电流注入下并没有出现较大的下降。结合单根ZnO∶Ga微米线和InGaN的光致发光光谱,以及n-ZnO∶Ga/p-InGaN异质结能带结构理论,可以推断该制备器件的发光来自于ZnO∶Ga微米线和InGaN结区界面处载流子的辐射复合,器件的Droop效应得到明显抑制。实验结果表明,n-ZnO∶Ga微米线/p-InGaN异质结可用于制备高性能、高亮度的低维黄光发光二极管。  相似文献   

4.
pn结电容-电压法测量应变SiGe禁带宽度   总被引:7,自引:0,他引:7       下载免费PDF全文
舒斌  戴显英  张鹤鸣 《物理学报》2004,53(1):235-238
利用应变SiGe/Si异质pn结电容-电压(C-V)特性确定SiGe禁带宽度的技术.该技术根据SiGe/Si异质pn结C-V实验曲线,计算出 pn结接触电势差,并得到SiGe/Si的价带偏移量和导带偏移量,进而求得SiGe禁带宽度.该技术测试方法简便,其过程物理意义清晰,既适用于分立的SiGe/Si异质pn结,也可直接分析SiGe/Si异质结器件中的SiGe 禁带宽度.实验结果与理论计算及其他相关文献报道的结果符合较好. 关键词: SiGe/Si 异质pn结 C-V 禁带宽度  相似文献   

5.
传统GaInP/(In)GaAs/Ge三结太阳电池因受其带隙组合的限制,转换效率再提升空间不大.倒装结构三结太阳电池因其更优的带隙组合期望可以得到更高的效率.基于细致平衡原理,结合P-N结形成机理,应用MATLAB语言对双晶格失配GaInP(1.90 eV)/In_xGa_(1-x)As/In_yGa_(1-y)As倒装结构三结太阳电池底、中电池的不同带隙组合进行模拟优化.模拟结果表明在AM1.5D,500倍聚光(500 suns)下,禁带宽度组合为1.90/1.38/0.94 eV的带隙最优,综合材料成本与试验条件,当顶、中电池最优厚度组合为4μm和3.2μm时理论转化效率高达51.22%,此时两个异质结的晶格失配度分别为0.17%和2.36%.忽略渐变缓冲层生长后底电池位错的影响,通过计算0.17%的晶格失配引入1.70×105cm~(-2)的插入位错密度,对比单晶格失配GaInP/GaAs/In_(0.32)Ga_(0.68)As(0.99 eV)倒装结构三结太阳电池光电转化效率仍提高了0.3%.  相似文献   

6.
王冠仕  林彦明  赵亚丽  姜振益  张晓东 《物理学报》2018,67(23):233101-233101
在密度泛函理论的基础上,系统地研究了Cu/N(共)掺杂的TiO2/MoS2异质结体系的几何结构、电子结构和光学性质.计算发现,TiO2/MoS2异质结的带隙相比于纯的TiO2(101)表面明显变小,Cu/N(共)掺杂TiO2/MoS2异质结体系的禁带宽度也明显地减小,这导致光子激发能量的降低和光吸收能力的提高.通过计算Cu/N(共)掺杂TiO2/MoS2的差分电荷密度,发现光生电子与空穴积累在掺杂后的TiO2(101)表面和单层MoS2之间,这表明掺杂杂质体系可以有效地抑制光生电子-空穴对的复合.此外,我们计算了在不同压力下TiO2/MoS2异质结的几何、电子和光学性质,发现适当增加压力可以有效提高异质结的光吸收性能.本文结果表明,Cu/N(共)掺杂TiO2/MoS2异质结和对TiO2/MoS2异质结加压都能有效地提高材料的光学性能.  相似文献   

7.
周梅  左淑华  赵德刚 《物理学报》2007,56(9):5513-5517
提出了一种新型GaN基肖特基结构紫外探测器.该结构在常规的GaN肖特基结构紫外探测器上外加了一层禁带宽度更大的n型AlGaN层,模拟计算结果表明:与常规器件结构相比,该结构能有效地减小表面复合的影响,提高了器件的量子效率.进一步地研究结果还表明:采取较薄、载流子浓度较高的AlGaN层更有利于提高这种新结构器件的量子效率. 关键词: GaN 肖特基结构 紫外探测器 AlGaN  相似文献   

8.
一维三元异质结构光子晶体反射特性   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用传输矩阵法对一维三元光子晶体异质结构的光学特性进行了研究,讨论了介质层厚无序度对三元结构光子禁带的影响.研究表明,将具有相互交叠光子禁带的一维光子晶体叠加构成异质结,可以有效地增大全角度反射的频率范围,当入射角从0°增大到89°,该结构均可实现从0.410 w/w0到0.654 w/w0宽频波段的全反射;相对于二元结构,三元结构可以减小在实际制作过程中随机误差引起的介质层厚无序对光子带隙的影响.该研究结果可为实现可见光及红外光波段大角度反射器的制备及应用提供理论支持.  相似文献   

9.
CdS/CdMnTe异质结是具有集成分立光谱结构的叠层电池的"核芯"元件,是驱动第三代太阳能电池发展的核心引擎,其界面相互作用对大幅度提高太阳能电池的转换效率至关重要.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算构建CdS (002), CdMnTe (111)表面模型及Mn原子占据不同位置的CdS/CdMnTe异质结界面结构模型,分析CdS (002), CdMnTe (111)表面及异质结界面的电子性质和光学性质.晶格结构分析表明, CdS/CdMnTe异质结的晶格失配度约为3.5%,弛豫后原子位置与键长均在界面处发生一定程度的变化.态密度分析发现异质结界面的费米能级附近不存在界面态,并且界面处的Cd, S, Te原子之间的轨道杂化可增强界面的结合能力.差分电荷密度分析显示,界面处发生了电荷的重新分配,电子由CdMnTe转移到CdS侧.光学分析显示, CdS/CdMnTe异质结主要吸收紫外光,吸收系数可达105 cm~(–1),但不同Mn原子位置的异质结光学性质也稍有差别.在200—250 nm范围, Mn原子位于中间层的异质结的吸收系数更大,但在250—900 nm范围内, Mn原子位于界面层的异质结吸收峰更高.本文合理构建了CdS/CdMnTe异质结模型,计算分析了其界面光电性能,可为提高叠层电池的光电转换效率提供一定的理论参考,为实现多带隙异质结的实验研究提供一定的理论依据.  相似文献   

10.
用经验赝势方法计算了体ZnSe以及ZnSe/GaAs单异质结系统中ZnSe外延层г、X、L等特殊对称点导带底能量随压力的变化。结果表明,同Si、Ge、GaAs等半导体材料不同,ZnSe的X点导带底具有正的压力系数,但比г点的压力系数小,这是ZnSe材料以及ZnSe基异质结构材料发生直接禁带向间接禁带的转变时所需转变压力较大的根本原因。研究了ZnSe/GaAs异质结构中晶格失配造成的应变对外延层г、X、L对称点压力系数的影响,表明这种晶格失配造成的应变可以极大地减小ZnSe外延层材料由直接禁带向间接禁带的转变压力。  相似文献   

11.
Chang JY  Liou BT  Lin HW  Shih YH  Chang SH  Kuo YK 《Optics letters》2011,36(17):3500-3502
The impact of the polarization compensation InGaN interlayer between the heterolayers of Ga-face GaN/InGaN?p-i-n solar cells is investigated numerically. Because of the enhancement of carrier collection efficiency, the conversion efficiency is improved markedly, which can be ascribed to both the reduction of the polarization-induced electric field in the InGaN absorption layer and the mitigation of potential barriers at heterojunctions. This beneficial effect is more remarkable in situations with higher polarization, such as devices with a lower degree of relaxation or devices with a higher indium composition in the InGaN absorption layer.  相似文献   

12.
袁吉仁  洪文钦  邓新华  余启名 《光子学报》2012,41(10):1167-1170
利用杂质光伏效应能够使太阳电池充分利用那些能量小于禁带宽度的太阳光子,从而提高电池的转换效率.为了更好地利用杂质光伏效应提高砷化镓太阳电池的转换效率,本文利用数值方法研究在砷化镓太阳电池中掺入镍杂质以形成杂质光伏太阳电池,分析掺镍对电池的短路电流密度、开路电压以及转换效率的影响;同时,探讨电池的陷光结构对杂质光伏太阳电池器件性能的影响.结果表明:利用杂质光伏效应掺入镍杂质能够增加子带光子的吸收,使得电池转换效率提高3.32%;转换效率的提高在于杂质光伏效应使电池的红外光谱响应得到扩展;另外,拥有良好的陷光结构是取得好的杂质光伏效应的关键.由此得出:在砷化镓太阳电池中掺镍形成杂质光伏太阳电池是一种能够提高砷化镓太阳电池转换效率的新方法.  相似文献   

13.
Mg-doped p-InGaN layers with In composition of about 10% are grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). The effect of the annealing temperature on the p-type behavior of Mg-doped InGaN is studied. It is found that the hole concentration in p-InGaN increases with a rising annealing temperature in the range of 600-850°C, while the hole mobility remains nearly unchanged until the annealing temperature increases up to 750°C, after which it decreases. On the basis of conductive p-type InGaN growth, the p-In0.1Ga0.9N/i-In0.1Ga0.9N/n-GaN junction structure is grown and fabricated into photodiodes. The spectral responsivity of the InGaN/GaN p-i-n photodiodes shows that the peak responsivity at zero bias is in the wavelength range 350-400nm.  相似文献   

14.
The performance of a multiple quantum well (MQW) InGaN solar cell with double indium content is investigated. It is found that the adoption of a double indium structure can effectively broaden the spectral response of the external quantum efficiencies and optimize the overall performance of the solar cell. Under AM1.5G illumination, the short-circuit current density (Jsc) and conversion efficiency of the solar cell are enhanced by 65% and 13% compared with those of a normal single-indium-content MQW solar cell. These improvements are mainly attributed to the expansion of the absorption spectrum and better extraction efficiency of the photon-generated carriers induced by higher polarization.  相似文献   

15.
The effects of Mg-induced net acceptor doping concentration and carrier lifetime on the performance of a p-i-n InGaN solar cell are investigated. It is found that the electric field induced by spontaneous and piezoelectric polariza- tion in the i-region could be totally shielded when the Mg-induced net acceptor doping concentration is sufficiently high. The polarization-induced potential barriers are reduced and the short circuit current density is remarkably increased from 0.21 mA/cm2 to 0.95 mA/cm2 by elevating the Mg doping concentration. The carrier lifetime determined by defect density of i-InGaN also plays an important role in determining the photovoltaic properties of solar cell. The short circuit current density severely degrades, and the performance of InGaN solar cell becomes more sensitive to the polarization when carrier lifetime is lower than the transit time. This study demonstrates that the crystal quality of InGaN absorption layer is one of the most important challenges in realizing high efficiency InGaN solar cells.  相似文献   

16.
InGaN/GaN p-i-n solar cells, each with an undoped In0.12Ga0.88N absorption layer, are grown on c-plane sapphire substrates by metal-organic chemical vapor deposition. The effects of the thickness and dislocation density of the absorp- tion layer on the collection efficiency of InGaN-based solar cells are analyzed, and the experimental results demonstrate that the thickness of the InGaN layer and the dislocation density significantly affect the performance. An optimized InGaN- based solar cell with a peak external quantum efficiency of 57% at a wavelength of 371 nm is reported. The full width at half maximum of the rocking curve of the (0002) InGaN layer is 180 arcsec.  相似文献   

17.
A theoretical model is developed which presents the transport properties through the space charge region of ap + n heterojunction solar cell, whereby not only recombination through interface states but also tunneling through potential barriers is taken into account. It is investigated whether tunneling can give rise to optimum heterojunction structures which have better efficiencies that without tunneling. It is found that only if the strongly doped semiconductor has an optimum bandgap and the weakly doped semiconductor a larger bandgap, tunneling can make the structure optimum. In all other cases of optimum structures, tunneling deteriorates the efficiency. Work supported by the Energy R. D. programmes of the Commission of European Communities and the Belgian Ministry of Science.  相似文献   

18.
平面异质结有机-无机杂化钙钛矿太阳电池研究进展   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
王福芝  谭占鳌  戴松元  李永舫 《物理学报》2015,64(3):38401-038401
高效低成本太阳电池的研发是太阳能光伏技术大规模推广应用的关键. 近年来兴起的有机- 无机杂化钙钛矿(以下简称钙钛矿)太阳电池因具有光电能量转换效率高、制备工艺简单等优点, 引起了学术界和产业界的广泛关注, 具有广阔的发展前景. 其中平面异质结钙钛矿太阳电池因具有结构简单, 可低温制备等诸多优点, 成为目前研究的一个重要方向. 平面异质结钙钛矿太阳电池分为n-i-p型和p-i-n型两种结构. 其中钙钛矿分别与电子传输层和空穴传输层形成两个界面, 在这两个界面上实现电子和空穴的快速分离. 电子传输层和空穴传输层分别为电子和空穴提供了独立的输运通道. 平面异质结结构有利于钙钛矿太阳电池中电子和空穴的分离、传输和收集. 此外, 该结构不需要高温烧结的多孔结构氧化物骨架, 扩大了电子和空穴传输材料的选择范围. 可以根据钙钛矿材料的能带分布及载流子传输特性, 来选择能级和载流子传输速率更为匹配的传输材料. 本文对钙钛矿的材料特性, 平面异质结结构的由来及发展进行了简要的概述. 其中重点介绍了平面异质结钙钛矿太阳电池的结构特征、工作机理、钙钛矿/电荷传输层的界面特性, 以及电池性能的优化, 包括钙钛矿薄膜制备、空穴和电子传输层的优化等. 最后对钙钛矿电池的发展前景及存在问题进行了阐述, 为今后高效、稳定钙钛矿太阳电池的研究提供参考.  相似文献   

19.
The impact ionization in semiconductor materials is a process that produces multiple charge carrier pairs from a single excitation. This mechanism constitutes a possible road to increase the efficiency of the p-n and p-i-n solar cells junctions. Our study considers the structure of InN/InGaN quantum dot solar cell in the calculation. In this work, we study the effect of indium concentration and temperature on the coefficient θ of the material type parameter of the impact ionization process for a p(InGaN)-n(InGaN) and p(InGaN)-i(QDs-InN)-n(InGaN) solar cell. Next, we investigate the effect of perturbation such as temperature and indium composition on conventional solar cell’s (p(InGaN)-n(InGaN)) and solar cells of the third generation with quantum dot intermediate band IBSC (p(InGaN-i(QD-InN)-n(InGaN)) by analyzing their behaviour in terms of efficiency of energy conversion at the presence of the impact ionization process. Our numerical results show that the efficiency is strongly influenced by all of these parameters. It is also demonstrated that θ decreased with the increase of indium concentration and temperature which contributes to an overall improvement of the conversion efficiency.  相似文献   

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