不同含氮量的a-Si:H/a-SiNx:H超晶格界面性质的研究

通过电调制吸收、光热偏转谱、光致发光及红外吸收谱等实验技术,研究了不同含氮量的a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格的界面性质。由电调制吸收测试得出的界面电荷密度Q_s～10¹²cm^-2。Q_s比由光热偏转谱所获得的界面态密度N_i～10¹¹cm^-2大出约半个数量级。N_i,Q_s,及光致发光相对峰值 关键词：     

用内光发射瞬态电流温度谱测定a-Si:H的隙态密度分布

本文提出了一种新的研究a-Si:H隙态密度分布的方法——内光发射瞬态电流温度谱。利用这种方法,我们测量了辉光放电制备的a-Si:H材料的隙态密度分布。所得结果在结构上与通常的场效应法结果相似,但在数值上比场效应法结果约小一到两个数量级。 关键词：     

界面态对半导体太阳能光电极性能的影响

用CVD法在不同表面处理后的n-Si片上生长n-Fe₂O₃,薄膜,构成双层结构半导体光电极,研究界面态对电极性能的影响。由光萤光谱判断在距Fe₂O₃价带顶1.6eV处存在高态密度的界面态,对费密能级起钉扎作用,按这种能带图所作的理论计算与分析,给出光萤光谱的合理解释,并为电容-电压曲线及光电流-电压曲线的实验结果所证实。这种具有高态密度界面态的双层半导体结构,为稳定性良好、光电转换效率高的太阳能光电极提供了有希望的途径。 关键词：     

石墨烯纳米片电子结构和量子输运特性第一原理研究

用基于密度泛函理论的原子紧束缚方法计算研究单层石墨烯纳米圆片和纳米带的电子结构,并结合第一原理和非平衡函数法计算量子输运特性.通过电子能态和轨道密度分布研究纳米碳原子层的电子成键状态,结合电子透射谱、电导和电子势分布分析电子散射与输运机制.石墨烯纳米带和纳米圆片分别呈现金属和半导体的能带特征,片层边缘上电极化分别沿垂直和切向方向,电子电导出现较大的差异,来源于石墨烯纳米圆片边缘的突出碳原子环对电子的强散射.石墨烯纳米带的电子透射谱表现为近似台阶式变化并在费米能级处存在弹道电导峰,而石墨烯纳米圆片的电子能带和透射谱在费米能级处开口并且因量子限制作用呈现更加离散的多条高态密度窄能带和尖锐谱峰.     

a-Si:H/a-SiNx:H超晶格中空间电势分布和光电导的理论计算

本文从a-Si:H体材料的缺陷态模型出发,考虑在a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格中由于空间电荷转移掺杂效应,以及界面不对称引起的a-Si:H阱层的能带下降和弯曲,严格求解空间电势分布和电荷分布,发现a-Si:H阱层中能带的下降值远大于由界面电荷不对称所引起的两端电势能差,且随转移到阱层中的电荷总量的变化非常敏感。空间电荷分布比较平缓,当不对称参数K=0.9时,空间电荷浓度的最大差值不到两倍。在此基础上,计算了超晶格中光电导的温度曲线,发现引起超晶格中暗电导和光电导相对于单层膜增大的主要原因是转移电荷量的多少,而界面电荷不对称的影响则小得多。计算中对带尾态采用Simmons-Taylor理论,考虑a-Si:H中悬挂键的相关性,并用巨正则分布讨论其在复合过程中的行为。 关键词：     

氢化非晶硅的低温输运

从低温跳跃电导模型出发,计算低温下的跳跃频率,热发射率及输运能级随温度变化,分析讨论了非晶硅热激电导的低温峰。认为输运机制的变化是氢化非晶硅热激电导低温峰T_M独立于起始温度T₀的主要原因,T_M相应于输运机制变化的温度。 关键词：     

a-Si:H/a-SiNx:H超晶格的掺杂效应

采用带有可转动掩板的沉积系统,合成出一类新的a-Si:H/掺杂a-SiN_x:H超晶格。样品中各子层厚度及a-SiN_x:H子层中N/Si比固定,仅改变掺杂浓度。结果发现:此类超晶格中的费密能级可以通过a-SiN_x:H层中的掺杂来控制,即a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格可以从n型转变为p型,依赖于a-SiN_x:H子层中B的掺杂比。然而,a-SiN_x:H子层中P的掺杂对a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格传输特性影响并不大。 关键词：     

高灵敏度的低温量热原理及其在吸收谱测量中的应用

能隙中态密度的分布状况对晶态或非晶态半导体的电学和光学性质影响很大[1].研究半导体材料能隙中态密度分布的最直接和最简单的方法是测定它们的吸收光谱.但是,当光子能量低于吸收边以后,样品的吸收系数变得很小.加上大多数非晶态半导体材料样品的厚度为微米量级,它们对光的吸收量就更小了,用通常的测量方法很难测出它们的吸收谱[2].我们利用低温量热原理在波长为 0.4—5.2μm的范围内直接测定了a-SiHx的吸收谱,研究了氢含量对非晶态硅能隙中态密度的影响[3]. 一、高灵敏度的低温量热原理 一个质量为m、比热为c的样品吸收了能量Q后产生的…     

CdZnTe晶体热激电流谱分析

热激电流谱测试技术(TSC)是宽禁带半导体深能级缺陷非常有效的测试方法,能够精准获得缺陷类型,深度(E_a,i),浓度(N_ｉ)以及俘获截面(σ_ｉ)等重要物理信息。研究了基于变升温速率的Arrhenius公式作图法和同步多峰分析法(SIMPA)对热激电流谱数据处理的差异及影响规律。结果表明,Arrhenius公式作图法在陷阱能级深度确认方面较为准确,但需要通过多次变升温速率提高其准确性,实验操作周期较长,并且无法分解热激电流谱峰重叠的情况。相比之下,同步多峰分析法能够通过单次温度扫描的数据处理得到E_a,i,N_i及σ_i等陷阱参数,所需实验周期较短。但β,E_a,i,σ_i和载流子迁移率寿命积(μt)等参数的选择对谱峰的位置,幅值及峰宽影响较大。初值的设定对拟合结果和数据吻合程度影响显著。此外,红外透过成像结果表明,头部样品Te夹杂相的浓度较低且呈现明显的带状分布,而尾部样品夹杂相浓度呈均匀分布。通过对比不同样品的热激电流谱测试结果发现,尾部样品浅能级陷阱浓度远高于头部样品,且其低温光电导弛豫过程呈现明显的曲线变化规律。这一研究结果表明,Te夹杂相的分布及浓度可能会导致晶体内部浅能级缺陷的浓度变化,并且浅能级缺陷对光激发载流子的俘获时间更长,去俘获时间更短。     

非晶态半导体超晶格中的纵声学声子折叠效应

报道用喇曼散射技术对a-Si:H/a-SiN:H和a-Si:H/a-SiC:H两种周期性超晶格中纵声学声子折叠模的系列研究结果。获得了a-Si:H/a-SiC:H超晶格的纵声学声子折叠谱。并用弹性连续介质模型对折叠纵声学声子的色散关系进行了理论计算,其结果与实验值符合得很好。同时,对布里渊区中心频隙的存在做了简单的讨论。 关键词：     

A study of the density of gap states in amorphous semiconductors from thermostimulated conductivity spectra

A theoretical analysis of thermostimulated conductivity spectra _TSC(T) has been applied to determine the density of gap states g(E) in a-Si: H and a-Si: H/a-SiN _x : H multilayer structures. The results for g(E) are consistent with the results deduced from Fritzsche's analytical approach as well as other methods. A comparison has been made between the two different analytical approaches for _TSC(T). We discuss the relationship between the energy of maximum thermostimulated current emission E _m and quasi-Fermi level E _q. We demonstrate that E _q could be a better parameter than E _m in the general theoretical treatment of thermostimulated conductivity.     

a-Si:H结的横向光生伏特效应

本文通过理论分析研究了a-Si:H结中横向光生伏特效应的定态与瞬态特性。所得结果表明理论与实验非常符合。值得注意的是,按理论关系应用常规不掺杂a-Si:H特性值估算的两个重要参数(样品中的薄层电阻1/σ_s和传输时间T_m)均比由实验得出的值大得多。基于合理的分析。我们认为在a-Si:H层中平行于结输运的电子可能具有异乎寻常高的载流子迁移率。 关键词：     

Understanding of a-Si:H(p)/c-Si(n) heterojunction solar cell through analysis of cells with point-contacted p/n junction

We fabricated point-contacted a-Si:H(p)/c-Si(n) heterojunction solar cells using patterned SiO₂ and investigated their electrical properties using the light current–voltage (I–V) curve and Suns-V_oc measurements. The light I–V curves showed bias-dependent changes according to the applied voltage in the point-contacted cells, especially in the samples with a long distance between the point-contacted junctions. The Suns-V_oc measurements showed that the bias-dependence of the light I–V curves did not originate from the recombination in the SiO₂/Si or a-Si:H(p)/c-Si(n) interface, but from the series resistances. It is possible to explain the bias-dependent light I–V curve in terms of the conductivity of a-Si:H(p) and difference in the electrical contact properties between a-Si:H(p), ZnO and c-Si(n). These results mean that the electrical properties of the a-Si:H(p) layer and the contact properties with this layer are also critical to obtain a high J_sc and fill factor in n-type based Si heterojunction solar cells.     

非晶态异质结构a-Si:H/a-SiNx:H和a-Si:H,a-SiNx:H薄膜的应力研究

实验发现在一定Si—H键浓度下,相对于平坦的硅衬底而言,在其上沉积的a-Si:H薄膜具有压缩应力,a-SiN_x:H薄膜具有伸张应力。当a-Si:H和a-SiN_x:H层厚度比近似于1:2时,硅衬底上生长的a-Si:H/a-SiN_x:H/c-Si样品,弯曲最小,并能保持很长时间。文中还给出了应力随退火变化的情况,并对实验结果进行了讨论。 关键词：     

a-Si:H/a-SiCx:H超晶格的界面特性

报道等离子体化学汽相沉积法制备的ａ－Ｓｉ：Ｈ／ａ－ＳｉＣ：Ｈ超晶格的蓝移现象，用小角度Ｘ射线衍射确定超晶格的界面陡度。通过红外测量和常数光电流测量发现，超晶格界面附近存在较高浓度的Ｈ和较多的Ｓｉ－Ｃ键，界面Ｈ的热稳定性较差，界面缺陷态密度为１．２×１０^１１ｃｍ^-2。 关键词：     

FABRICATION AND CHARACTERIZATION OF THE SIZE-CONTROLLED AND PATTERNED nc-Si DOTS

A new method of phase-modulated excimer laser crystallization is adopted to fabricate the patterned nanometer-sized crystalline silicon (nc-Si) dots within the sandwiched structure (a-SiN_x:H/a-Si:H/a-SiN_x:H) films. The results of transmission electron microscopy, electron diffraction and Raman scattering show the ultra-thin and single-layer nc-Si films were patterned in the lateral direction and the size of crystallites is controlled by the thickness of as-deposited a-Si film in the longitudinal direction. The effects of the laser energy density on the structures of the samples and the crystallization mechanism are discussed.     

a-Si:H/a-SiNx:H超晶格薄膜的光学性质

本文介绍,当a-SiN_x:H层的厚度一定,a-Si:H层的厚度不同时,a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格薄膜的光吸收系数、光学禁带宽度以及折射率随之变化的规律。 关键词：     

Properties of a-Si:N:H films beneficial for silicon solar cells applications

Amorphous silicon-nitride thin films a-Si:N:H were obtained by plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD) method from SiH₄+NH₃ at 13.56 MHz. The process parameters were chosen to obtain the films of properties suitable for optoelectronic and mechanical applications. FTIR analysis of a-Si:N:H films indicated the presence of numerous hydrogen bonds (Si-H and N-H) which passivate structural defects in multicrystalline silicon and react with impurities. The morpho-logical investigations show that the films are homogeneous. The deposition of a-Si:N:H layers leads to the decrease in friction coefficient of used substrates. Optical properties were optimised to obtain the films of low effective reflectivity, large energy gap E_g from 2.4 to 2.9 eV and refractive index in the range of 1.9 to 2.2. Reduction of friction coefficient for monocrystalline silicon after covering with a-Si:N:H films was observed: from 0.25 to 0.18 for 500 cycles.     

高电导a-Si:H:Y合金的电输运特性

本文报道由rf溅射技术将稀土元素Y掺入非晶硅,当掺Y浓度为20％左右时,获得了室温直流电导率为2×10¹Ω^-1·cm^-1的a-Si:H:Y合金膜。测量表明该合金膜是n型。变温电导测量指出,在测量温度范围内lnσ与l/T的关系可拟合于两条直线。对于衬底温度为260℃,290℃和330℃溅射的合金膜,其转折点分别出现在～70℃,～75℃和～90℃。这表明a-Si:H:Y合金膜存在两种电传导机制:在室温附近电子在Y施主杂质带内跳跃传导,在高温情况下电子在导带延展态内传导。并且得到Y施主杂质带中心处于导带E_c以下0.06—0.07eV。 关键词：     

a-Si ∶H/SiO2多量子阱材料制备及其光学性能和微结构研究

利用等离子体增强化学气相沉积技术制备了a-Si ∶H/SiO₂多量子阱结构材料.对a-Si ∶H/SiO₂多量子阱样品分别进行了3种不同的热处理,其中样品经1100 ℃高温退火可获得尺寸可控的nc-Si:H/SiO₂量子点超晶格结构,其尺寸与非晶硅子层厚度相当.比较了a-Si ∶H/SiO₂多量子阱材料与相同制备工艺条件下a-Si ∶H材料的吸收系数,在紫外/可见短波段前者的吸收系数明显增大,光学吸收边蓝移,说明该材料 关键词： 多量子阱 量子限制效应 光学吸收 能带结构