- 2025-01-21 09:33:41載流子遷移率
- 載流子遷移率是描述半導體中載流子（電子或空穴）在電場作用下移動快慢的物理量，它決定了半導體材料的電導性能。遷移率越大，表示載流子在電場作用下移動得越快，材料的導電性能越好。載流子遷移率受半導體材料的種類、摻雜濃度、溫度以及電場強度等多種因素影響。在半導體器件的設計和性能分析中，載流子遷移率是一個重要的參數。
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載流子遷移率問答
- 2021-07-07 17:16:02銅梯度結構的高載流子傳輸效率CZTSSe太陽能電池制備與性能
- 硫屬薄膜太陽能電池因其低成本、帶隙可調和高輸出性能而進入了一個蓬勃發展的時期，元素含量豐富的鋅黃錫礦Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)是將CIGS中稀有貴金屬In和Ga用元素Zn和Sn替換，不僅與CIGS有著相似的結構和光電學性能，也具備獨特優點，如儲量豐富、價格低廉、無毒害等。由于鋅黃錫礦Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)材料的相區較窄，通常使用貧銅組分的吸收層結構設計來避免雜相產生。雖然貧銅結構的鋅黃錫礦Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)器件實現了較高的記錄效率，但由于該結構準中性區電荷傳輸能力較差且背界面電荷復合嚴重，導致性能進一步提升的空間有限。相對而言，富銅結構的吸收層具有良好的電荷傳輸性能，可以彌補貧銅吸收層的不足。然而，其表面費米能級釘扎及電荷復合較大，引起的器件性能衰減更加嚴重。河南大學武四新教授課題組基于貧銅組分在前界面以及富銅組分在背界面的優勢，設計了一種三層（大晶粒/小晶粒/大晶粒）的銅梯度吸收層結構，底部銅含量較高而表面銅含量較低。較高的銅濃度可以增加載流子濃度，通過構筑載流子濃度梯度改善電荷傳輸驅動力。同時，高銅組分可以使吸收層價帶上移，降低空穴的注入勢壘，從而降低背界面復合。頂部的貧銅結構減緩了表面的費米能級釘扎并有利于界面能帶彎曲的保持。ZZ，銅梯度吸收層優良的電學性能使器件效率達到12.54%，對于后續銅鋅錫硫硒薄膜太陽能電池的界面性能改善及吸收層結構優化具有重要的意義。硫屬薄膜太陽能電池因其低成本、帶隙可調和高輸出性能而進入了一個蓬勃發展的時期，元素含量豐富的鋅黃錫礦Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)是將CIGS中稀有貴金屬In和Ga用元素Zn和Sn替換，不僅與CIGS有著相似的結構和光電學性能，也具備獨特優點，如儲量豐富、價格低廉、無毒害等。由于鋅黃錫礦Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)材料的相區較窄，通常使用貧銅組分的吸收層結構設計來避免雜相產生。雖然貧銅結構的鋅黃錫礦Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)器件實現了較高的記錄效率，但由于該結構準中性區電荷傳輸能力較差且背界面電荷復合嚴重，導致性能進一步提升的空間有限。相對而言，富銅結構的吸收層具有良好的電荷傳輸性能，可以彌補貧銅吸收層的不足。然而，其表面費米能級釘扎及電荷復合較大，引起的器件性能衰減更加嚴重。河南大學武四新教授課題組基于貧銅組分在前界面以及富銅組分在背界面的優勢，設計了一種三層（大晶粒/小晶粒/大晶粒）的銅梯度吸收層結構，底部銅含量較高而表面銅含量較低。較高的銅濃度可以增加載流子濃度，通過構筑載流子濃度梯度改善電荷傳輸驅動力。同時，高銅組分可以使吸收層價帶上移，降低空穴的注入勢壘，從而降低背界面復合。頂部的貧銅結構減緩了表面的費米能級釘扎并有利于界面能帶彎曲的保持。ZZ，銅梯度吸收層優良的電學性能使器件效率達到12.54%，對于后續銅鋅錫硫硒薄膜太陽能電池的界面性能改善及吸收層結構優化具有重要的意義。圖1 CZTSSe前驅體薄膜沉積過程示意圖和電荷轉移過程圖2 不同Cu濃度CZTSSe電池PV性能參數統計圖、J-V曲線、EQE曲線、掃描電鏡圖和載流子濃度比值圖3 不同Cu濃度CZTSSe電池EBIC圖像、歸一化強度曲線和TEM成像和EDS mappings圖4 吸收層前表面和背表面的UPS光譜、能帶排列和EIS奈奎斯特圖文章信息這一成果以“Local Cu Component Engineering to Achieve Continuous Carrier Transport for Enhanced Kesterite Solar Cells”為題發表在ACS Applied Materials & Interfaces上。河南大學趙越超和趙祥云為論文共同作者，武四新教授和寇東星副教授為論文的通訊作者。文章鏈接https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c21008。本研究采用的是北京卓立漢光儀器有限公司 “SCS100” 系列光電化學電池量子效率測試系統，如需了解該產品，歡迎咨詢我司。河南大學武四新教授課題組簡介河南大學武四新教授課題組名稱：光電功能材料以及太陽能薄膜電池。課題組主要從事光電功能的設計、制備及光伏性能的研究，希望能改善薄膜太陽能電池的轉換效率。課題組期望通過對銅基薄膜太陽能電池各部分組件先進工藝和關鍵技術的探索和突破(薄膜微結構設計、缺陷態調控、表/界面鈍化、能帶結構優化以及微觀動力學研究等方面)，ZZ開發出具有高結晶質量吸收層體相材料和優良電學性能接觸界面的GXCZTSSe以及CIGS光伏器件并豐富其應用領域。截止目前，本課題組已承擔了各類項目10余項，其中，包括，國家自然科學基金、教育部新世紀優秀人才支持計劃、教育部科學技術ZD項目、人事部歸國留學人員 擇優支持計劃項目、河南省科技廳基礎與前沿ZD項目、河南省高校知識創新工程支持計劃等，在國內外著名學術期刊Energy Environ. Sci.，Adv. Funct. Mater.，Chem. Mater.以及J. Mater. Chem. A等發表學術論文50余篇。免責說明北京卓立漢光儀器有限公司公眾號所發布內容（含圖片）來源于原作者提供或原文授權轉載。文章版權、數據及所述觀點歸原作者原出處所有，北京卓立漢光儀器有限公司發布及轉載目的在于傳遞更多信息及用于網絡分享。如果您認為本文存在侵權之處，請與我們聯系，會及時處理。我們力求數據嚴謹準確，如有任何疑問，敬請讀者不吝賜教。我們也熱忱歡迎您投稿并發表您的觀點和見解。
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- 2020-04-27 13:41:10【客戶案例精選】基于可回收溶解–重結晶法制備高穩定、高載流子通道的全無機鈣鈦礦薄膜
- 引言 據報道，一種新型半導體納米材料，即全無機鹵化物鈣鈦礦納米晶體（IPNC，CsPbX3，X = Cl，Br，I），具有高穩定性，超高光致發光量子產率（PL QY），可以實現在整個可見光波段發光。圍繞鈣鈦礦材料的研究非常火熱，但是研究大多集中在材料的制備以及其光學性能上。眾所周知，隨著材料尺寸減小，納米材料具有更大的比表面積，而比表面積Z終在納米材料的物理化學特性（包括發光特性，載流子運輸和催化特性等）中起著主導作用。表面活性劑是一種在IPNC合成過程中必不可少的添加劑，它有助于提高分散穩定性并控制生長動力，有利于器件制備；但同時也會影響成膜過程并阻礙顆粒之間的載流子傳輸，其影響在一定程度上甚至決定了IPNC的物理化學特性。研究成果 南京理工大學曾海波教授課題組報道了一種有趣的全無機鈣鈦礦表面化學現象，即可循環的溶解－重結晶，通過室溫（RT）下的自我修復，為光電設備構建緊湊而平滑的載流子通道。 首先，根據溶解度平衡原理，通過用極性溶劑洗滌或在室溫下借助表面活性劑攪拌，將CsPbBr3晶體尺寸可逆地調整在10 nm–1 μm的范圍內。然后在薄膜內形成液體環境，這種液體環境可以將表面和尖銳部分的物質輸送到縫隙中并在RT下自我修復，從而來提高薄膜質量。該方法可產生大面積，無裂紋，低粗糙度的鈣鈦礦薄膜。測試顯示相應PD的性能得到大幅提升，從而證明了該方法促進了器件通道中載流子的運輸和提取。 經過處理的鈣鈦礦薄膜的光電探測器（PD）表現出更高的響應度，更快的響應速度（上升和衰減時間分別為1ms、1.8 ms），同時穩定性也更好。 在10V的偏壓下，基于經過處理的CsPbBr3薄膜的PD的響應度從0.024A/W提高到0.176A /W，增加了七倍以上。同時在不同偏壓下測試了EQE，驗證光生載流子利用效率。隨著施加偏壓的增加，在531 nm處的Z大EQE值也隨之增加，在10 V時達到41％；該值比未處理器件的EQE值高得多。這種大約七倍的增加與響應性結果一致，表明光生載流子的損失減少。 （基于未經處理和經過處理的CsPbBr3薄膜的PD在不同偏壓下的EQE光譜）該論文采用卓立漢光DSR探測器光譜響應度測試系統測試了PD的EQE光譜。結論 本文中，曾海波教授課題組報道了一種室溫可回收的、微觀自愈行為的鹵化物鈣鈦礦材料，由于表面活性劑和極性溶劑的影響，材料可形成循環的溶解－重結晶過程，這種制備方法應用到不同類型的鈣鈦礦制備工藝里。該方法在甲苯與乙醇的混合溶液室溫環境下進行，緊湊光滑載體可以形成器件通道，從而提GX率光生載流子的傳輸和提取速度。因此，經過處理的鈣鈦礦材料展現出優良的性能，如高響應度、EQE、響應速度和穩定性等。通過本文的研究，可以為科學工作者提供簡單易行的方案制備各種無機鹵化物鈣鈦礦裝置，尤其是為氟化硅器件提供理論和實驗依據。文章信息 這一成果近期發表在Advanced Functional Materials上，該文章是由南京理工大學曾海波課題組完成。論文查看二維碼： 本研究采用的是北京卓立漢光儀器有限公司研究級DSR100系列探測器光譜響應度標定系統，如需了解該產品，請咨詢我司。
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- 2020-05-21 09:57:03JPCC :通過交替改變前/后側激發方向的TRPL來揭示界面在光載流子動力學中的作用
- 近日，物理化學權威期刊《Journal of Physical Chemistry C》上刊登了題為《Revealing the Role of Interfaces in Photocarrier Dynamics of Perovskite Films by Alternating Front/Back Side Excitation Time- Resolved Photoluminescence》，主要是針對鈣鈦礦薄膜載流子動力學的相關研究工作。該工作首次提出分別從前后側激發薄膜樣品，測定不同激發方向下的時間分辨熒光動態；進一步結合載流子復合-擴散模型，考慮薄膜正反表面的表面復合速度（Surface recombination velocity）參數，Z終得到了鈣鈦礦載流子一系列動力學參數。研究背景：鈣鈦礦材料與器件在近十年間發展迅速，然而仍存在一些機理問題亟待討論。例如本工作所聚集的載流子擴散以及薄膜界面缺陷復合等過程，對器件性能有著決定性的影響。自2013年Stranks（DOI: 10.1126/science.1243982）與Xing（DOI: 10.1126/science.1243167）等人分別提出利用熒光淬滅法測量載流子擴散系數以來，鈣鈦礦領域中有一些研究者認為該熒光淬滅法模型沒有討論界面的載流子轉移過程，并且淬滅樣品與參照之間因為制備條件差異，載流子參數無法保證一致。另一些研究者在討論載流子動力學時，沒有考慮薄膜前后表面的差異，簡單的假設了相同的前后界面條件，或者直接認為鈣鈦礦/基底界面沒有缺陷復合發生。研究內容：本工作分別從鈣鈦礦薄膜前后側激發，觀察到了不同的熒光衰減動態，確認了薄膜前后表面條件的差異。進一步，利用表面復合速度參數描述載流子復合-擴散模型的前后表面邊界條件，擬合前后側激發的熒光衰減動態，得到了薄膜的擴散系數、復合速度以及前后表面復合速度等一系列參數。有趣的是，該工作確認了自由鈣鈦礦表面（前側）的缺陷復合概率遠小于鈣鈦礦/玻璃基底（后側），與Yang等人（DOI: 10.1038/nenergy.2016.207）利用表面瞬態反射譜方法測定結果一致。該工作進一步討論和確認了傳統熒光淬滅法會得到偏小的擴散系數。本工作提出了一種簡便可靠的載流子擴散系數測定方法，同時定量討論了表面缺陷復合對載流子動態的影響，進一步補充和完善了當前的鈣鈦礦載流子動力學模型。本工作的主體——熒光動態測量，由德國PicoQuant公司提供的FluoTime300系列時間相關單光子計數（Time-Correlated Single Photon Counting）熒光壽命光譜儀完成。論文diyi作者為電子科技大學副研究員曾鵬、博士生馮冠群，通訊作者為劉明偵教授。論文文獻出處鏈接地址：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.0c01121
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- 2017-11-01 05:49:45為什么載流子濃度是決定半導體導電性能的首要因素
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- 2016-10-23 16:14:41半導體激光器中載流子和光子壽命多少
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