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非化学计量比氢化钛中的热载流子转移过程

DOI：10.7567/JJAP.56.08MA10 期刊：Japanese Journal of Applied Physics 出版年份：2017 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 热载流子太阳能电池（HCSC）的吸收层需要大幅降低热载流子热化速率，以维持光生热载流子的足够留存时间从而实现提取。在声子带隙足够大以阻隔Klemens衰减的材料中，可预测存在慢速载流子冷却效应。组成元素间质量比较大的二元化合物很可能具有较大的声子带隙。氢化钛正是这类有望成为HCSC吸收层的二元化合物之一。虽然化学计量比的TiH?已观测到大声子带隙，但缺氢的TiH?（x < 2）尚未获得实验证实。本文通过非弹性中子散射测量并清晰展示了TiH?.??的声子态密度，证实了其声子带隙的存在。同时采用瞬态吸收法呈现了TiH?（1 < x < 2）薄膜的载流子热化过程，并估算了该材料的载流子冷却时间。
作者： Pei Wang，Gail N. Iles，Richard A. Mole，Dehong Yu，Xiaoming Wen，Kondo-Francois Aguey-Zinsou，Santosh Shrestha，Gavin Conibeer
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究非化学计量钛氢化物（TiHx）中的声子态密度和载流子热化过程，以探索其作为热载流子太阳能电池（HCSCs）吸收层的潜在应用。

研究成果

研究证实，非化学计量比氢化钛（TiH1.65）具有能抑制克莱门斯衰变的大声子带隙，表明其作为HCSCs吸收剂的潜力。观测到的载流子冷却时间比典型半导体更长，说明TiHx中载流子热化过程缓慢。

研究不足

由于TiHx薄膜中泵浦光吸收较低且探测光透射率低，时间分辨吸收（TA）测量结果存在噪声干扰。受TA数据强噪声影响，载流子衰减时间拟合参数的可靠性存疑。

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