电化学法制备的多孔硅发光

在（１１１）晶向的ｎ型单晶硅片上，用电化学腐蚀的方法成功地制备出多孔硅膜，室温下，在３４４ｎｍ波长的光激发时用肉眼观察到明亮的桔红色荧光（５７７ｎｍ）研究了ＨＦ浓度，光照强度，电流密度和电化学腐蚀时间对多孔硅膜的发射波长和发光强度的影响，相应的多孔硅量子线度为１．５ｎｍ。     

稳定的转换效率：非晶硅太阳电池的新课题

从１９７６年开始，非晶硅太阳电池有了惊人飞速的发展。但是至今它的严重的光致衰退一直妨碍着它的实际应用．本文首先回顾了非晶硅太阳电池的发展历史，提出了妨碍非晶硅电池发展的关键问题──稳定效率问题，介绍了提高稳定效率的措施，同时介绍了ＣｕｌｎＳｅ＿２／ＣｄＳ太阳电池等新型电池．     

多孔硅的形成与发光

本文综述了有关多孔硅(Porous Silicon,简称PS)某些新近的研究成果,包括多孔硅的形成、光致发光和电致发光,着重介绍多孔硅的形成和发光过程的量子尺寸效应.     

制备多孔硅的一种新方法

自从Canham观察到多孔硅(PS)的可见光致发光后,由于其可望成为可与Ⅲ—Ⅴ族半导体材料相媲美的新型光电子材料而引起了科学界极大的兴趣.目前,制备多孔硅一般都采用电化学腐蚀方法.     

发光不衰减的多孔硅

用一种新的方法制备出了具有不同衰减的光致发光特性的多孔硅。如此制备的多孔硅新鲜样品,其发光峰位强度比普通多孔硅高２￣２．５倍,将样品在室温下暴露于空气中,其发光强度在前４个月中单调增加,然后达到饱和。在随后的８个月中,没有观察到发光衰减,发光峰位也没有发生变化,这种发光稳定性被归因子于多孔硅表面所形成的稳定的Ｆｅ－Ｓｉ键。文章探讨了发光不衰减、峰位不蓝移的机理,并为多孔硅发光的量子限域模型提供了强     

多孔硅发光机理的新探索

自从９０年代初次发现多孔硅发射可见光的现象以来，人们在其发光机理和可能的技术应用上作了许多工作，而发光机理则是开发实用器件的重要前提，该文在对当前研究动态作介绍之后，分析了一个涉及载流子在约束态和表面态之间转移的综合的多孔硅发光模型，并在研究固态接触的多孔硅发光二极管结构的瞬态特性之后，提出了载流子注入，约束和复合机理的定性假设。     

多孔硅表面形貌的观测和探讨

一、引言多孔硅室温下较强的光致发光现象给全硅大规模光电集成电路和硅基发光器件的开发带来曙光，但要把它变为现实仍有许多问题要解决，就以发光机理为例，仍有不同意见[1].为此必须深入研究其特性，为探讨发光机理提供依据.已有作者观察到发光畴区[2]，测得多孔硅成分近于二氧化硅[3]，观察到快和慢的发光带[4]以及证实自然氧化引入新的表面态[5]等.但迄今为止测量的均为晾干后的多孔硅，而未深究在空气中贮存干燥过程中形貌的变化.本文对多孔硅在空气中贮存初期表面形貌的变化做了显微观测和探讨.还尝试测量了多孔硅／硅的界面特性.二…     

发光多孔硅的表面氮钝化

报道对多孔硅在NH₃气中进行快速热处理的结果。红外吸收谱表明,经处理样品的表面由Si(NH)₂和Si₃N₄所覆盖,电子自旋共振谱指出,经处理的样品有相当低的悬挂键密度,光荧光谱表明,经适当条件处理的样品的发光强度与未作处理样品相比仅略有降低,而且在大气中存放三个月基本不变,这些结果表明,氮化物可以在多孔硅表面形成优良的钝化膜,这对多孔硅的实际应用及理论研究都有一定意义。     

多孔硅发光与量子尺寸效应的实验研究

利用电化学阳极腐蚀的方法制备了多孔硅膜,实验发现多孔硅膜为多层结构,表面层为纳米结构,其余为微米结构,多孔硅的物理及化学结构的研究表明多孔硅是一种表面上含硅、氧、氢、氟元素组成的化合物包覆着的纳米晶硅粒和微米硅丝.多孔硅的发光主要来自表面纳米结构层,亚微米结构层并未见发光,从实验上证实了多孔硅的发光与量子尺寸效应紧密关联.     

平面偏振光激励的多孔硅的光致发光

研究了以掠入射的平面偏振光激励的多孔硅的光致发光。实验结果显示，光的入射角对多孔硅的发光行为影响不大，然而，以ｚ方向偏振光激励的发光强度明显高于以ｘ方向偏振光激励的发光强度。激励光电场相对于样品表面的不同取向引起光致发光的差异，这反映多孔硅的光学性质是各向异性的，也排除了纯粹的硅量子点的集合作为多孔结构的可能性。     

多孔硅的光生伏特效应

多孔硅(PS)的可见光致发光的发现[1],引起人们对PS的光电特性及其在光电器件上应用可能性的广泛探索.已报道用PS制成发出可见光的电致发光器件[2]及高灵敏的光探测器件[3].本文将报道PS层与金属接触,光照时能出现很强的光生伏特效应,利用这一特性有可能制成高效的光电转换器件.     

多孔硅制备过程中B,P杂质原子的作用

采用DV-Xα方法对多孔硅形成过程中位于表层的B和P杂质原子的作用进行研究,结果表明位于顶层硅原子层中的B和P杂质原子均可削弱其邻近的Si-Si键强度,因而可能导致出现腐蚀的突破点,再通过分析杂质对表面区势场的改变,可以认为位于顶层硅原子层中的B杂质原子产生腐蚀的突破点的可能性更大。 关键词：     

表面活性剂修饰多孔硅的光致发光光谱

分别利用4种不同的表面活性剂对多孔硅进行表面修饰,结果表明油酸钠溶液、CPB溶液和乳化剂OP溶液修饰的多孔硅样品发光减弱,SDS溶液修饰的多孔硅样品发光增强,不同浓度的SDS溶液的增强倍数也不同。这种现象不仅可以为研究多孔硅的发光机制提供新的依据,还为提高多孔硅的发光效率提供了一个新的有效途径。     

多孔硅的表面碳膜钝化

报道对多孔硅（ＰＳ）进行碳膜（ＣＦ）钝化处理的结果。红外吸收光谱表明,经钝化处理样品的表面由Ｓｉ－Ｃ、Ｓｉ－Ｎ和Ｓｉ－Ｏ键所覆盖;荧光我谱表明,经钝化处理的样品较未处理的样品发光强度提高４￣４．５倍,且发光峰位明显蓝移;存放实验显示,经钝化处理的样品发光强度稳定、发光峰位不变。这些结果表明正丁胺可以在多孔硅表面形成优良的钝化碳膜,是一种十分有效的多孔硅后处理途径。     

多孔硅量子点中的电子局域态

经过激光辐照和高温退火加工能够生成多孔硅样品,在650—780 nm处检测到很强的光致荧光（PL）峰,并且有明显的钉扎和增强效应.实验表明,这种PL发光的强度与样品受辐照和退火的时间短密切相关.通过第一性原理模拟计算发现,样品表面用SiO 双键和Si—O—Si桥键钝化,能隙中会出现电子局域态.激光辐照和高温退火的时间长短决定了样品表面SiO双键和Si—O—Si桥键的密度,而该密度正是影响多孔硅量子点中电子局域态生成的关键. 关键词： 多孔硅量子点 硅氧钝化键 电子局域态     

激光促进多孔硅内表面氧化与光致发光的退化

本文对刚制备的以及分别经以下三种情况:1.样品在1大气压的氧气中经激光(Ar~+激光器的48.80nm线,功率密度为1.77W/cm~2)连续照射1小时;2.样品在1大气压的氧气中在没有激光照射的情况下保持1小时;3.样品在1.3×10~2Pa真空度下用激光连续照射1小时处理后的多孔硅在室温下进行了光致发光谱和傅里叶变换红外吸收测量,研究了处理前后光谱的变化。实验发现经第一种情况处理后光致发光峰位蓝移了约0.1eV,发光强度衰减了二十几倍,相应的其红外光谱中与氧有关的吸收峰强度大幅度增长,而经第二,三两种情况处理后它们的光致发光及红外吸收谱则无大的变化。研究表明在氧气中激光辐照能大大加速多孔硅内表面的氧化。我们认为很可能是多孔硅内表面的氧化作用使光致发光峰位蓝移,由氧化作用产生的非辐射复合中心导致光致发光效率的下降。     

激发波长对多孔硅荧光特性的影响

用荧光光谱仪测量了多孔硅样品的任一给定点的荧光特性与激发波长的依赖关系, 发现当激发波长从650 nm变到340 nm时,该点的荧光谱峰位从780 nm连续蓝移到490 nm。用扫描电子显微镜(SEM)对多孔硅的截面进行了分析,结果显示多孔硅具有分形特性,这同作者的计算机模拟结果一致。结合多孔硅样品的激发光谱测量结果,多孔硅的荧光特性随激发波长改变的现象可以归因于多孔硅的分形结构以及量子尺寸效应。     

三维多孔复合碳层对电极的制备及其光伏性能研究

基于TiO_2光阳极、Pt对电极的染料敏化太阳能电池(DSSC)因其优异的光电转换特性受到了广泛的关注,然而Pt昂贵的价格制约了其发展与应用.针对这一问题,本文设计、制备了一种由相对致密且高导电的石墨膜(PC层,底层)及多孔碳纳米颗粒膜(CC层,顶层)构成的低成本、高性能三维多孔复合碳层对电极.基于该CC/PC对电极的DSSC具有优异的光伏性能:在1.5标准太阳光照射下,其填充因子高达65.28%(较Pt对电极高4.1%)、光电转换效率高达5.9%(为Pt对电极的94.2%). CC/PC对电极的优异光伏性能主要归因于其独特的三维多孔导电结构,该结构有极高的比表面积和丰富的催化反应活性位,有利于电子的快速传输及离子的快速转移,在这些因素的协同作用下,其光电转换性能大大改善.