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利用可行的雾化喷雾热解法分析铜掺杂浓度对PbS薄膜太阳能电池制备的影响
摘要： 本报告分析了通过可行的雾化喷雾技术制备的PbS薄膜中铜掺杂浓度（%）的影响。铜掺杂百分比以2%为步长从0%增至8%。X射线衍射研究表明，薄膜具有多晶特性并呈现简单立方晶体结构。随着铜掺杂浓度增加，计算得出的晶粒尺寸从55纳米变化至41纳米。SEM/AFM研究显示立方形晶粒覆盖了整个薄膜表面，且晶粒形状随铜掺杂浓度升高而改变。当铜掺杂浓度从0%提升至6%时，带隙从1.61电子伏特增大至2.10电子伏特。光致发光光谱检测到575纳米处的近带边发射峰，其强度有所增强?；舳вΣ饬勘砻魉票傅腜bS薄膜具有p型导电特性。对于6%铜掺杂的PbS薄膜，其电阻率和载流子浓度值分别为0.73×103 Ω·cm和6.04×1013 cm?3。采用6%铜掺杂PbS薄膜构建的太阳能电池结构FTO/n-CdS/p-Cu:PbS的效率约为0.68%。
关键词： X射线衍射、光致发光光谱、霍尔效应测量、原子力显微镜/扫描电子显微镜、铜掺杂硫化铅薄膜
更新于2025-11-21 11:18:25
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铍掺杂InAsSb中的载流子浓度与输运特性及其在红外传感应用中的研究
摘要： III-V族红外探测器有源区中精确的p型掺杂对于优化探测器设计和整体性能至关重要。虽然大多数III-V探测器吸收层为n型（如nBn结构），但采用p型吸收层的少数载流子器件由于少数载流子电子具有更高迁移率，理论上可实现更高的量子效率。然而，对于窄带隙InAsSb材料，确定空穴载流子浓度存在额外挑战——该材料表面及其与下层生长界面的电子积累效应可能干扰测量。电子积累层会形成高电导电子通道，主导电阻率和霍尔效应传输测量结果。因此，为准确测定体相空穴浓度和迁移率，研究团队对GaSb衬底上一系列p型掺杂InAs0.91Sb0.09样品进行了温场依赖性传输测量，并结合多载流子拟合分析。结果显示：77K（300K）时实测空穴浓度和迁移率分别为1.6×101? cm?3（2.3×101? cm?3）和125 cm2V?1s?1（60 cm2V?1s?1），与预期Be掺杂浓度~2×101? cm?3相符。通过表面处理实验确认其中一种电子传导群体源自表面，变温测量（15-390K）证实了样品中不同载流子类型的存在，并成功提取出体相重空穴、界面载流子及表面电子的传输特性。体相载流子的高温区显示本征载流子热激活特征（带隙EG~258 meV），低温数据表明Be掺杂原子的激活能EA~22 meV。最终温度分析确认表面电子载流子在30K（300K）时具有4500 cm2V?1s?1（4300±100 cm2V?1s?1）的迁移率和5.6×101? cm?2（6×101?±2×101? cm?2）的面密度。
关键词： 霍尔效应测量、磁输运、铍掺杂、III-V族红外探测器、InAsSb
更新于2025-09-23 15:21:21
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氧化镁衬底上简并(100)取向氮化钪薄膜的电子输运特性
摘要： 氮化钪（ScN）是一种简并n型半导体，具有极高的载流子浓度、低电阻率以及与氧化锌等透明导电氧化物相当的载流子迁移率。由于其与氮化镓（GaN）的晶格失配度极小（<1%），ScN被视为未来基于GaN电子器件的极具前景材料。杂质是导致简并特性的根源，但具体是何种杂质所致仍存争议。研究采用反应磁控溅射法，在多种沉积条件下于(001)取向的氧化镁衬底上生长了不同厚度的ScN薄膜。通过X射线衍射验证晶体取向，扫描电子显微镜测得薄膜厚度范围为39至85纳米。利用霍尔效应测量在10至320K温度区间表征了薄膜的电学输运特性：10K时电子浓度介于4.4×102?至1.5×1021 cm?3之间，电阻率为2.1×10??至5.0×10?? Ω·cm，霍尔迁移率为66至97 cm2/V·s。二次离子质谱（SIMS）用于测定薄膜成分，最终通过密度泛函理论（DFT）计算了包括氮/钪空位及氧/氟替代氮在内的各类点缺陷激活能——氧和氟替代的激活能均为负值，表明其可自发形成。但综合霍尔效应、SIMS及DFT结果表明，氧替代是这些样品中高载流子浓度的主要成因。
关键词： 简并n型半导体、霍尔效应测量、氮化钪、密度泛函理论、电子输运特性
更新于2025-09-23 15:21:21
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衬底温度对射频溅射CdS薄膜在太阳能电池应用中性能的影响
摘要： 我们报道了衬底温度（25–300°C）对射频磁控溅射法制备于玻璃衬底上硫化镉（CdS）薄膜结构、光学及电学性能的影响。通过X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、紫外-可见-近红外光谱（UV-VIS-NIR）和霍尔效应测量分别表征了薄膜的结构、形貌、光学及电学特性。XRD研究表明薄膜为六方纤锌矿结构的**多晶材料，且沿平行于衬底表面的(002)晶面择优取向。XRD数据分析进一步显示纳米晶薄膜的晶粒尺寸为22–24纳米，表明晶粒尺寸随衬底温度升高而增大。FE-SEM图像结合能谱分析（EDS）证实薄膜具有均匀致密且无针孔的表面形貌。UV-VIS-NIR研究揭示波长超过540纳米后光学透过率达75–90%。光学带隙随衬底温度升高从2.34电子伏特降至2.26电子伏特?；舳вΣ饬恐な当∧こ蕁型导电特性。由于薄膜结晶质量与晶粒尺寸改善，载流子迁移率随环境温度升至300°C从5.53逐渐增至12.57平方厘米/伏·秒。结果表明300°C制备的薄膜具有优良的光电性能，适合作为薄膜太阳能电池的窗口层材料。
关键词： 硫化镉、紫外-可见-近红外光谱、X射线衍射、霍尔效应测量、薄膜、衬底温度、射频溅射
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用可行的雾化喷雾热解技术制备p型Al掺杂PbS薄膜用于异质结太阳能电池器件
摘要： 用金属原子掺杂PbS薄膜可显著影响其结构和电子传输特性，使其适用于光伏等器件应用。本研究旨在探究不同铝掺杂比例下PbS:Al薄膜的结构、形貌、光学及电学性能。通过雾化喷雾热解法(NSP)，在钠钙玻璃衬底上制备了铝掺杂量从0 wt%至8 wt%的PbS及Al掺杂PbS薄膜。XRD图谱显示所有薄膜均呈面心立方晶结构的 polycrystalline特性，且均沿(200)晶面取向生长。AFM分析表明随着铝掺杂浓度增加，薄膜表面粗糙度显著降低。计算得出光学带隙值随铝掺杂浓度升高呈增大趋势，从1.54 eV移至1.66 eV。PbS:Al薄膜的电阻率随铝掺杂量提升从3.08×103 Ωcm降至1.63×103 Ωcm。采用6%铝掺杂PbS薄膜构建的FTO/n-CdS/p-PbS:Al结构太阳能电池效率约为0.44%。
关键词： 扫描电子显微镜/原子力显微镜、霍尔效应测量、PbS:Al结构、紫外-可见光谱、太阳能电池、X射线衍射
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019年首届科学与工程及机器人技术进展国际会议(ICASERT) - 孟加拉国达卡(2019年5月3日至5日)] 2019年首届科学与工程及机器人技术进展国际会议(ICASERT) - 化学气相沉积法制备CdTe薄膜的电学特性及其在太阳能电池中的应用
摘要： 碲化镉（CdTe）是薄膜太阳能电池应用中极具潜力的吸收层材料。本研究采用近空间升华（CSS）技术在惰性气体环境下，于不同源温和衬底温度条件下在硫化镉（CdS）薄膜上沉积CdTe薄膜。为确定CSS法沉积CdTe薄膜的最佳工艺温度，我们进行了多组实验。沉积过程中腔室压力动态维持在1.5托。通过霍尔效应测试研究了沉积温度对原始CdTe薄膜电学性能的影响。实验分别采用610°C、630°C、650°C和670°C的源温进行沉积，前三组样品呈现p型导电性，而670°C沉积的薄膜表现为n型导电性。原始p型CdTe薄膜的空穴浓度随源温升高呈上升趋势，并在650°C时达到峰值。最低源温下获得的薄膜具有最高空穴迁移率，但CdTe薄膜电阻率随源温升高而增大。因此，650°C沉积的CdTe薄膜展现出更优异的太阳能电池应用电学性能。
关键词： 太阳能电池、电学性能、近空间升华法、霍尔效应测量、碲化镉薄膜
更新于2025-09-16 10:30:52