不用Si的太阳能电池

Si太阳能电池的基本结构是pn结 .能量大于禁带宽度的光子可在 pn结中激发出电子 -空穴对 .在 pn结内电场的作用下 ,电子向n侧迁移 ,空穴向 p侧迁移 .结果 p侧的电势高于n侧 ,对外电路而言 ,光 -伏电流将从p端流向n端 .在Si光电池中 ,pn结担当了多种角色 :光能吸收、电子 -空穴对的产生、内场建立以及传输电流等 .为此 ,对材料的纯度要求特别高 ,以至于它的造价一直居高不下 .最近 ,来自美国加州大学的McFarland等 ,采用在TiO2 半导体基片上镀制金膜的办法 ,发展了一种全新的光生伏打电池 (Nature ,2 0 0 3,4 2 1:6 16 ) .它的核心是TiO2…     

半导体中的光磁效应及其应用

光磁效应也称为光磁电效应或光磁生伏特效应。用一定波段的光线照射半导体表面,如果在它的側面上加上磁場后,則在样品二端将出現一个电动势,該电动势即称为光磁电动势,这个現象就是光磁效应。通常用P.M.E.来表示它。光磁效应最早是由苏联的和     

Y向切割掺杂铌酸锂晶体中的光耦合

实验研究了y向切割掺杂铌酸锂晶体中入射光和反射光之间的光耦合.当异常光分别沿+y和-y轴方向入射时，二者的透射率和反射率的时间行为基本一致.而寻常光分别沿+y和-y轴方向入射时，二者的透射率和反射率的时间行为明显不同.初步探讨了该现象的物理机理. 关键词： 反射光栅 光耦合 光生伏打效应 扩散机理     

铌酸锂晶体中的磁光折变效应研究

对于掺铁铌酸锂晶体中不同全息记录配置下的磁光折变效应做了比较系统的理论分析，给出了铌酸锂晶体所有的磁光生伏打非零张量元. 详细计算并给出了不同全息纪录配置下的所有体光生伏打、磁光生伏打电流的解析形式. 理论结果表明，由于磁光生伏打效应引起了光激发电流的变化，所以对于每种配置全息光栅的衍射效率都会受到外加磁场的影响；对于不同的全息记录配置，磁场对铌酸锂晶体光折变非线性性质的影响也不同.讨论了一种确定特定张量元的方法. 关键词： 磁光生伏打 磁光折变效应 光生伏打     

光生伏打-光折变介质中光学涡旋孤子

简化了描述光生伏打光折变效应的模型方程.给出了光生伏打空间电荷场的形式解.讨论了单光束在光生伏打、自散焦光折变介质(LiNbO3∶Fe晶体)中的三维传播行为.指出在适当近似条件下,光生伏打光折变非线性可以维持圆对称的涡旋孤子. 关键词：     

c向切割掺杂LiNbO3晶体中的光耦合

实验研究了三种c向切割的不同掺杂的LiNbO3：Fe晶体中入射光与反射光的耦合情况.发现沿-c轴方向入射时透射光与反射光强的准周期振荡行为是光生伏打机制占优势的瞬态能量转移和扩散机制引起的相反方向的能量转移所致，不是光生伏打场的表面击穿引起的.当入射光沿+c方向入射时，由于两种机制引起的能量转移方向相同，因而不会产生这种振荡. 关键词： 准周期振荡 反射光栅 瞬态能量转移 扩散机制     

半导体的电子生伏打效应的理论

一.引言 以高速电子注射到具有阻挡层的半导体光电池上,其效果和光線相类似,使光电池的两极间产生电动势。这种效应可称为电子生伏打效应。这效应首先在1937年由Becker和Kruppke研究过,以后Ehrenberg,蓝继熹和West做了更有系统的测量。他们的测量结果表明,当电子注的能量逐渐增加时,光电池的电动势(以下简称次级电动势)最初很快地增加,达到一个极大值后又逐渐减少。相当于最大次级电动势     

电子-空穴液滴

空气中的水汽可以凝聚成水滴,这是我们常见的物质相变现象.有趣的是,近年来发现,半导体中的电子和空穴,在一定的条件下也百类似的相转变,形成所谓的电子一空穴液滴. 我们可用图1形象地表示半导体中电子一空穴系统相变过程中的能量变化.随着激发(如光照射、电子轰击、电注入等)强度的增大,半导体中非平衡载流子(电子和空穴)增多,在适当的温度下(例如对于Ge,约1C一70K),一个电子和一个空穴由于库仑相互作用而迅速形成一个弱的类似氢原子的束缚态,即所谓自由激子.由于激子密度的增大,激子之间吸引的共价相互作用就有可能导致形成激子分子(或…     

自散焦向自聚焦转换中背景光作用的理论分析

理论分析了背景光辐照在光折变晶体中从自散焦向自聚焦特性转化过程中的作用,得到了R>1是不同类型（Δn<0和Δn>0）晶体中这种转变的条件.实验观察到了铌酸锂晶体中这种转变的现象.并依据Glass常量的光伏打效应表征意义,提出了光伏孤子形成过程中载流子的竞争效应模型.基于此,分析了折射率变化为负的光生伏打晶体在背景光和信号光Glass常量比大于1条件下的载流子竞争效应,得到了与实验现象和已知理论分析相一致的结论.研究表明,背景光引起的载流子竞争效应是影响晶体自散焦向自聚焦特性转换的内在物理本质.     

LiNbO2∶Fe晶体中的涡旋孤子及由它们写入波导的研究

在LiNbO3∶Fe晶体中观察到由光生伏打效应实现的涡旋孤子对和涡旋孤子阵列并成功地由它们写入了圆形和椭圆形波导.研究了涡旋孤子之间的相互作用,影响涡旋孤子形状的因素和实现稳定孤子的条件. 关键词： 涡旋孤子 波导 光生伏打效应     

半导体微结构物理效应及其应用讲座第三讲半导体的激子效应及其在光电子器件中的应用

人们对半导体中的电子空穴对在库仑互作用下形成的激子态及其有关的物理性质进行了深入研究.激子效应对半导体中的光吸收、发光、激射和光学非线性作用等物理过程具有重要影响,并在半导体光电子器件的研究和开发中得到了重要的应用.与半导体体材料相比,在量子化的低维电子结构中,激子的束缚能要大得多,激子效应增强,而且在较高温度或在电场作用下更稳定.这对制作利用激子效应的光电子器件非常有利.近年来量子阱、量子点等低维结构研究获得飞速的进展,已大大促进了激子效应在新型半导体光源和半导体非线性光电子器件领域的应用.     

可见光响应SO_4~(2-)/Ce-TiO_2的光谱特征及催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂TiO_2,经H_2SO_4处理得到酸化Ce掺杂TiO_2。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis)及X射线光电子能谱(XPS)技术对样品的性质进行了表征,以罗丹明B(RhB)在样品上的可见光催化降解为模型反应,评价了所制备样品的光催化性能。XRD测试结果表明,铈掺杂使TiO_2产生晶格缺陷、粒径减小,有利于光生电荷的转移,继而提高催化剂的活性;FTIR谱图说明SO_4~(2-)以桥式双齿配位吸附形式存在;PyFTIR谱图显示,酸化铈掺杂TiO_2样品表面同时存在Brnsted和Lewis酸位,但以Lewis酸为主。Lewis酸中心的缺电子性质有利于样品表面的光生电子与光生空穴分离,从而改善催化剂的活性;UV-Vis结果表明,Ce掺杂减小了TiO_2的带隙能,引入的杂能级能够捕获导带上的光生电子和价带上的光生空穴,降低光生电子-空穴对的复合几率;同时还可以使能量较小的光子激发杂能级上捕获的电子,拓宽光响应范围;XPS分析表明SO2-4/Ce-TiO_2样品上同时存在Ce3+/Ce4+的混合价态,Ce~(3+)/Ce~(4+)氧化-还原转换有助于TiO_2受光激发后产生的光生电子和空穴的分离,从而提高光量子效率。酸化Ce掺杂TiO_2对RhB的可见光催化降解反应有很好的活性,实验结果证明,H_2SO_4酸化和Ce掺杂的协同作用改善了样品的可见光响应,促进了其可见光催化反应活性。     

应用光学——光学系统设计指南

第十六章光电探测器和热探测器(续)16.1.5 光电扩散和光电子牵制效应设有一片匀质光电导体材料,辐射从其一面射入(波长λ<λ_0),如图16.5所示。此辐射将产生电子-空穴对,而电子-空穴对将从表面扩散出去。这个扩散电流已被用来测量辐照度,其方法有两种。 1.把光电导体放在磁场中,在它的两端就会产生电压,如图16.5所示。当上表面     

可见光响应SO2－4／Ce-TiO2的光谱特征及催化性能

采用溶胶‐凝胶法制备了Ce掺杂 T iO2,经 H2 SO4处理得到酸化Ce掺杂 T iO2。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、吡啶吸附红外光谱（Py‐FTIR）、紫外‐可见光漫反射光谱（UV‐Vis）及X射线光电子能谱（XPS）技术对样品的性质进行了表征,以罗丹明B（RhB）在样品上的可见光催化降解为模型反应,评价了所制备样品的光催化性能。XRD测试结果表明,铈掺杂使 TiO2产生晶格缺陷、粒径减小,有利于光生电荷的转移,继而提高催化剂的活性;FTIR谱图说明SO2－4以桥式双齿配位吸附形式存在;Py‐FTIR谱图显示,酸化铈掺杂TiO2样品表面同时存在Br?nsted和Lewis酸位,但以Lewis酸为主。Lewis酸中心的缺电子性质有利于样品表面的光生电子与光生空穴分离,从而改善催化剂的活性;UV‐Vis结果表明,Ce掺杂减小了TiO2的带隙能,引入的杂能级能够捕获导带上的光生电子和价带上的光生空穴,降低光生电子‐空穴对的复合几率;同时还可以使能量较小的光子激发杂能级上捕获的电子,拓宽光响应范围;XPS分析表明SO2－4／Ce‐TiO2样品上同时存在Ce3＋／Ce4＋的混合价态,Ce3＋／Ce4＋氧化‐还原转换有助于TiO2受光激发后产生的光生电子和空穴的分离,从而提高光量子效率。酸化Ce掺杂TiO2对RhB的可见光催化降解反应有很好的活性,实验结果证明,H2 SO4酸化和Ce掺杂的协同作用改善了样品的可见光响应,促进了其可见光催化反应活性。     

SiO2玻璃掺杂固溶半导体(ZnxCd1-xS)的光致发光研究

利用Sol-Gel工艺制备了掺杂固溶半导体ZnxCd1-xS的SiO2玻璃.吸收光谱研究表明材料的吸收边随Zn含量的增加而向短波方向移动;温度提高有利于生成较完整的晶粒.以短脉冲激光为激发光源对材料的光致发光效应作了分析,认为光致发光光谱是由电子与空穴复合发光和表面态与缺陷的复合发光组成,电子-空穴复合发光分布在较大的波长范围内,并且随Zn含量的增加向短波方向移动,材料热处理温度提高有助于降低表面态与缺陷的复合发光强度.     

甲酸根离子均匀掺杂的卤化银中的光电子特性

甲酸根离子(HCO-2)作为一种“空穴-电子转换剂”掺杂在卤化银中,可以提高潜影形成过程中光电子的利用率,俘获光生空穴,减少潜影形成过程中电子-空穴复合所造成的电子损失;同时还可以释放一个电子,提高感光效率。采用微波吸收介电谱检测技术,检测了不同浓度甲酸根离子均匀掺杂的立方体AgCl和AgBr乳剂在脉冲激光作用下所产生的光电子衰减信号。通过比较光电子的衰减时间和寿命,分析了甲酸根离子的空穴陷阱效应对立方体AgCl和AgBr乳剂中光电子衰减行为的影响,并得到了最佳均匀掺杂浓度（10^-5mol/molAg）。     

光电效应与光电器件的应用

 一、光电效应及其理论解释著名物理学家赫兹为了验证麦克斯韦预言的电磁波,于1887年发现当光照射在金属表面时,电子可以从金属中脱出这一物理现象。这一现象叫做光电效应,可以从金属中脱出的电子叫光电子。光电效应可以分为两类。一类是当光照射在金属表面时,电子从金属中脱出,叫做外光电效应。另一类是当光照射在某些半导体材料上时,被半导体材料吸收,并在其内部激发出导电的载流子(电子-空穴对),从而使得材料的导电率显著增加(所谓“光电导”);或者由于这种光生载流子的运动造成的电荷积累,使得材料两面产生一定的电位差(所谓“光生伏特”),这两种情况叫做内光电效应。光电效应的实验规律是光的波动理论无法解释的。     

用恒定光电导分析非晶硅薄膜的次带吸收

表1列出测量薄膜样品吸收系数的几种方法.对于1μm左右的非晶硅,当吸收系数 a<10-2cm-1时,透射法因受到测量精度的限制不再适用.由于非晶硅是良好的光电导体,用光电导分析法延长其低吸收区.是一种简便方法. 一、用恒定光电导法测低 吸收区吸收系数的原理 当光电导体吸收了一定能量的光子后,产生非平衡的电子-空穴对,这种光生载流子提供给回路的电流就是光电流.所以,当吸收的光子数与光电流成正比时,就可以通过光电导测量得到材料的吸收系数.具有欧姆接触的光电导率可写为其中分别为光生电子,空穴浓度,μn和μp分别为电子和空穴的扩展态迁移…     

具有分离门电抽运石墨烯中电子-空穴等离子体的冷却效应

本文研究了室温条件下具有分离门的电诱导石墨烯n-i-p结构中, 与电子和空穴注入有关的粒子数反转效应. 考虑n区横向电场的屏栅效应, 计算了电子-空穴的有效温度与门电压以及光声子的有效温度与门电压的关系, 结果表明注入可以导致n区中电子-空穴等离子体显著冷却, 直至低于晶格温度; 计算了电流-电压特性以及与频率有关的动态电导率, 在一定的电压下, 动态电导率在太赫兹频段可以为负值. 研究表明电子-空穴等离子体冷却能够加强负动态电导率效应, 提高实现太赫兹激射的可行性. 关键词： 石墨烯 n-i-p结构 有效温度 动态电导率     

GaAs、Si的外逸电子发射探测

外逸电子(Exoelectron)是一新材料,它系指从材料表面发射的低能电子.金属、半导体、介质在辐照、轰击、变形、相变、氧化和吸附等作用下能自发射低能电子[1-3].若在光、热的激发下外逸电子发射就更加明显,前者激发的电子称为光激外逸电子发射(OSEE),后者称为热激外逸电子发射(T