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oe1(光电查) - 科学论文

6 条数据
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  • 钝化接触与叠层概念：实现最高硅基太阳能电池效率的途径

    摘要： 光伏能量转换效率是实现低成本可再生能源电力的决定性因素。近年来，量产晶体硅太阳能电池的效率以每年约0.5-0.6%绝对值的幅度提升。为维持这一发展速度，必须开发新技术并实现工业化应用。从全铝背场电池过渡到钝化发射极和背面接触电池后，钝化接触技术成为最接近单结硅太阳能电池效率极限的关键突破。本文阐述并讨论了钝化接触的理论基础及两项主流技术。采用钝化接触后，单结硅太阳能电池29.4%的理论极限已触手可及。多结太阳能电池是实现超过30%效率的最具前景方案?；诰骞璧椎绯氐牡慵际跤攀圃谟冢阂劳屑呒冻墒觳芴逑担刹糠掷孟钟猩芰?，且硅材料具有作为叠层电池下子电池的理想带隙特性。文中将重点探讨两种最具潜力的顶电池材料——III/V族化合物与钙钛矿，并论证这些技术路径表明硅材料未来数年仍将在光伏领域保持领先地位。

    关键词： 钙钛矿、多结太阳能电池、III/V族材料、光伏能量转换、钝化接触、叠层技术、晶体硅太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 美国伊利诺伊州芝加哥（2019.6.16-2019.6.21）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 考虑前后接触面光子再利用的太阳能热光伏电池优化系统效率设计

    摘要： 我们建立了一个模型，展示了热光伏（TPV）电池前后接触面的反射如何影响系统效率?；诖?，我们确定了TPV电池前栅格的设计规则，并评估了这些规则对电池设计和系统性能的影响。研究表明，这些设计规则与太阳能光伏（PV）电池的对应规则不同且更为复杂，若采用更简单的太阳能光伏设计规则，将导致栅格设计和系统性能产生显著差异。

    关键词： 效率、网格反射率、III-V族材料、热光伏技术、背面反射率

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 中间带材料器件模型

    摘要： 氮化镓（GaN）是一种宽禁带半导体材料，是继硅之后半导体行业最受青睐的材料。推动这一趋势的主要领域包括发光二极管、微波技术，以及近年来的功率电子器件。新兴研究方向还包括利用GaN独特性质的自旋电子学和纳米带晶体管。GaN的电子迁移率与硅相当，但其禁带宽度是硅的三倍，这使其成为高功率应用和高温工况下的理想材料。通过形成能展现二维电子气现象的薄层AlGaN/GaN异质结构，可制备具有高约翰逊优值的高电子迁移率晶体管。另一个尚未充分探索的有趣研究方向是基于GaN的微机械器件或氮化镓微机电系统（MEMS）。要充分释放GaN潜力并实现全GaN先进集成电路，必须将无源器件（如谐振器和滤波器）、传感器（如温度和气体传感器）及其他超越摩尔定律的功能器件与GaN有源电子器件进行协同集成。因此，将GaN用作机械材料的研究兴趣日益增长。本文综述了GaN的机电、热学、声学和压电特性，并阐述了已报道的高性能GaN基微机电部件的工作原理，同时展望了GaN MEMS可能的未来研究方向。

    关键词： 宽带隙、谐振器、高电子迁移率晶体管、微加工、III-V族材料、微机电系统、压电材料

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于能源的纳米线：综述

    摘要： 半导体纳米线（NWs）代表了一类新型材料，标志着从传统二维体薄膜向三维器件的转变。与薄膜技术不同，纳米线中的晶格失配应变可通过其自由表面弹性释放而无需位错参与。这一特性可用于生长独特异质结构，并能直接在硅等廉价衬底（而非晶格匹配但成本更高的III-V族衬底）上制备III-V族纳米线。结合量子限域和光捕获等其他独特性质，纳米线在提升性能、拓展功能及降低成本方面，展现出对新一代光电器件的巨大应用潜力。 纳米线的众多应用之一是能量转换。本综述将重点阐述III-V族材料纳米线在光伏、热电及贝塔伏特（分别实现太阳能、热能和核能向电能的直接转化）领域的应用。通过摒弃体半导体薄膜或晶圆，基于硅衬底生长的III-V族纳米线光伏电池既能提升效率，又可利用更廉价的材料、更大的晶圆尺寸以及成熟硅产业带来的规模经济优势。 热电效应通过塞贝克效应将热能转化为电能。纳米线凭借表面声子背散射降低热导率（j），为提升热电器件优值系数（ZT）提供了可能。足够细的纳米线中量子限域效应还能通过改变电子态密度来提高塞贝克系数。文中探讨了包括太阳能热电器件在内的III-V族纳米线热电应用前景。 最后，贝塔伏特是指放射性源在半导体中直接产生电能的过程，其原理类似于将光子能量转化为电能的光伏效应。但贝塔伏特通过碰撞电离使高能电子（β粒子）而非光子，在半导体中产生电子-空穴对。纳米线通过用半导体材料近乎完全包裹放射性同位素，可显著提升β粒子捕获效率。鉴于材料与制造成本高昂、放射性物质用量受法规限制，以及开拓高功率需求新应用的需求，提升效率对贝塔伏特器件设计至关重要。

    关键词： 光伏技术、光捕获、纳米线、量子限制效应、热电材料、晶格失配、β伏特电池、III-V族材料、半导体、能量转换

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 极化光学声子自能的基于物理的对角处理：III-V族双栅晶体管性能评估

    摘要： 我们提出了一种用于描述非平衡格林函数输运模拟中电子与极性光学声子相互作用的能隙对角近似模型。该模型通过定义一个重整化局域电子-声子耦合的标度因子来考虑相互作用的非局域性，并给出正确的散射率。与以往研究依赖该因子的经验值不同，我们从基本物理关系出发，在声子存在一维和二维限制的情况下推导出解析表达式。我们将该模型应用于由技术相关III-V族材料（InAs、InSb和GaSb）制成的双栅极p型晶体管的自洽模拟，并针对不同晶向和应变约束条件，将其性能与相应的Si和Ge器件进行基准测试。研究发现，电子-极性光学声子散射是导致III-V器件性能下降的主要因素，通?；崂┐蟮朗湓颂跫翴II-V与Si或Ge器件之间存在的性能差距。

    关键词： 非平衡格林函数、电子-声子散射、双栅晶体管、自能、III-V族材料、极性光学声子

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • [第48届IEEE欧洲固态器件研究会议（ESSDERC 2018）- 德累斯顿（2018年9月3日-2018年9月6日）] 2018年第48届欧洲固态器件研究会议（ESSDERC）- 在FDSOI硅CMOS上三维顺序集成的InGaAs FinFETs，具有创纪录的性能

    摘要： 本文展示了在完全耗尽型绝缘体上硅（FD-SOI）CMOS顶层三维顺序（3DS）集成的InGaAs FinFET器件。顶层III-V族场效应晶体管采用与硅CMOS兼容的高介电常数金属栅极替代工艺及自对准抬升源漏区再生长技术制备。顶层工艺的低热预算未对下层晶体管性能造成任何退化。我们实现了硅基3DS集成III-V族场效应晶体管200微安/微米（关态电流IOFF=100纳安/微米，工作电压VDD=0.5伏）的创纪录导通电流，其导通电阻RON较先前研究降低50%。性能提升可归因于栅极区下方掺杂扩展区的引入以及直接晶圆键合技术的改进。

    关键词： 3DS、单片集成、晶圆键合、III-V族材料、顺序集成、鳍式场效应晶体管（FinFETs）

    更新于2025-09-04 15:30:14