研究目的
研究光栅几何结构与栅介质厚度对MOS太阳能电池在室内LED能量收集中的影响。
研究成果
研究表明，栅介质厚度和鱼骨光栅几何结构显著影响MOS太阳能电池在室内LED能量收集中的性能。栅介质厚度增加会提高发电功率，而鱼骨结构变化则影响短路电流密度。研究结果表明，优化这些参数可提升MOS太阳能电池在能量收集应用中的效率。
研究不足
该研究仅限于在室内LED照明条件下，具有特定栅极介质厚度和鱼骨光栅几何结构的MOS太阳能电池。未探讨其对其他光源或户外条件的适用性。
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[IEEE第34届微电子技术与器件研讨会(SBMicro) - 巴西圣保罗(2019年8月26日-30日)] 第34届微电子技术与器件研讨会(SBMicro) - 用于室内LED能量收集的MOS太阳能电池：光栅几何结构与栅介质厚度的影响
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[IEEE第34届微电子技术与器件研讨会(SBMicro) - 巴西圣保罗(2019年8月26日-30日)] 第34届微电子技术与器件研讨会(SBMicro) - 用于室内LED能量收集的MOS太阳能电池：光栅几何结构与栅介质厚度的影响
DOI：10.1109/SBMicro.2019.8919375
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
本文研究了采用Al/SiO2/Si-p结构从室内光照中获取能量的金属氧化物半导体(MOS)太阳能电池。实验使用电阻率为10 Ω·cm的Si-p(100)晶圆，栅介质通过快速热处理(RTP)生长，厚度分别为1.65、1.73、2.10和2.23 nm。通过测量总面积为3.24 cm2的MOS太阳能电池的I-V曲线提取主要参数。研究发现：当厚度从1.65 nm增至2.23 nm时，暗电流密度从0.49 μA/cm2上升至4.4 μA/cm2；值得注意的是，在5 mW/cm2恒定入射光强下，当厚度处于1.65-2.23 nm范围时，发电功率从8.1 μW/cm2提升至46.7 μW/cm2。该现象表明：栅介质厚度越小，隧穿电流越大，导致耗尽区长度缩短，进而降低耗尽区的载流子生成密度。此外，鱼骨光栅结构的宽度(W)和间距(S)增大导致短路电流(JSC)降低，这与周长(Pe)减小及宽高比W/S增大存在良好相关性。
作者：
Marcos N. Watanabe，William Chiappim Junior，Ver?nica Christiano，Sebasti?o G. dos Santos Filho
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