摘要：由于晶格失配太阳电池中存在残留应变,1.0eV InGaAs子电池和0.7eV InGaAs子电池的带隙不再固定地对应于单一In组份,而是与In组份和残留应变都有关系。从实验和理论上研究了残留应变对晶格失配太阳电池带隙的影响,计算了不同应变和组份的InGaAs电池的等带隙分布线,并讨论了残留应变对晶格失配太阳电池设计的影响。

摘要：Ⅲ-Ⅴ族晶格失配多结太阳电池是实现高效太阳电池的主要途径之一,但面临晶格失配材料的高质量生长及其所导致的子电池光电转换效率下降的难题。重点针对晶格失配子电池结构中的(AlGa)InAs缓冲层开展台阶层厚度优化研究,设计了150、200和250 nm三组不同台阶层厚度的缓冲层结构,并完成三组样品的外延生长实验。通过材料测试和子电池电性能测试,系统分析了台阶层厚度对In_(0.58)Ga_(0.42)As材料外延生长质量和子电池电性能的影响。获得了晶格弛豫度为96.71%的In_(0.58)Ga_(0.42)As子电池材料,制备的子电池开路电压达到205.10 mV。在此基础上,结合GaInP/GaAs/In_(0.3)Ga_(0.7)As三结电池研制了晶格失配四结薄膜太阳电池,其光电转换效率达到32.41%(AM0,25℃)。

摘要：Ge/Si雪崩光电二极管(APD)被广泛应用于近红外探测领域,但由于Ge和Si之间存在4.2%的晶格失配,故难以获得高性能的Ge/Si APD。提出在Ge/Si键合界面处引入多晶硅(poly-Si)键合中间层,弱化Ge/Si失配晶格对APD器件性能的影响。poly-Si引入后键合界面电场发生变化,导致APD内部的电场重新分布,极大地影响了器件性能。因此,重点对Ge吸收层和Si倍增层的掺杂浓度进行调控,探究了掺杂浓度对Ge/Si APD电场、复合率、载流子浓度、碰撞电离等性能的影响,最终设计出高性能键合Ge/Si APD。本工作将为低噪声、高增益Ge/Si APD的研究提供理论指导。

摘要：利用金属有机化学气相沉积技术在GaAs衬底上开展了大失配InGaAs多量子阱的外延生长研究。针对InGaAs与GaAs之间较大晶格失配的问题,设计了GaAsP应变补偿层结构;通过理论模拟与实验相结合的方式,调控了GaAsP材料体系中的P组分,设计了P组分分别为0,0.128,0.184,0.257的三周期In_(x)Ga_(1-x)As/GaAs_(1-y)P_(y)多量子阱结构;通过PL、XRD、AFM测试对比发现,高势垒GaAsP材料的张应变补偿可以改善晶体质量。综合比较,在P组分为0.184时,PL波长1043.6 nm,半峰宽29.9 nm,XRD有多级卫星峰且半峰宽较小,AFM粗糙度为0.130 nm,表面形貌显示为台阶流生长模式。

摘要：利用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了La0.7Sr0.3MnO(3LSMO)靶材,并采用脉冲激光沉积(PLD)的方法在LaAlO3(100)、MgO(100)和SrTiO3(100)衬底上沉积了外延薄膜,研究了衬底与薄膜之间的晶格不匹配度对LSMO薄膜输运和光诱导特性的影响。结果表明:随着晶格不匹配度(考虑符号)的增加,薄膜的相变温度升高,而电阻率和光电导Δρ值则减小。在低温金属相,光诱导致使电阻率降低;高温绝缘相光诱导则使得电阻率升高,在MgO和SrTiO3衬底上薄膜的光电导Δρ具有极大值和极小值,分析表明这一现象的出现可归结于双交换作用和极化子效应。

摘要：研究了纳米线环形晶体薄膜涂层中失配位错偶极子与纳米线的干涉效应,并考虑纳米尺度应力效应及纳米线晶格失配的影响.运用弹性复势方法,分别获得了涂层和纳米线区域复势函数的精确解析解.利用求得的应力场和Peach-Koehler公式,得到了作用在螺型位错偶极子上像力和失配应力的精确表达式.算例结果表明,涂层纳米线界面应力和失配应力对涂层中失配位错偶极子的作用影响很大,由于界面应力和失配应力的存在,可以改变涂层内位错偶极子与纳米线干涉的引斥规律.与宏观尺度下的线型材料相比,纳米线材料由于界面效应的影响,位错偶极子在涂层中平衡位置的数量增加,涂层中更容易产生失配位错偶极子.考虑纳米线晶格失配的影响后,位错偶极子在涂层中平衡位置的数量增加.由此可知,减小纳米线晶格失配的影响,可以控制失配位错偶极子的产生.

摘要：从理论上计算出GaAs/Si异质结在Si的(211)面上界面态密度最小,故GaAs在Si(211)面上生长晶格失配度较小.同时,为了缓解晶格失配,我们采用生长一层GaAs多晶层或Te过渡层得到较好的结果.

摘要：讨论了采用Ⅲ-Ⅴ族化合物材料制备多结太阳电池时的材料选择和实现方案,重点探讨了采用渐变缓冲层、引入InGaAsN等新材料以及直接键合等三种方法。其中,采用渐变缓冲层结构的Ge/Ga0.35In0.65P/Ga0.83In0.17As三结太阳电池,转换效率提高到41.1%。而采用直接键合技术设计的InGaP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四结太阳电池,以及应用InGaAsN等新材料设计的五结以上太阳电池,其转换效率还有可能达到新的高度。此外,一些创新技术,例如电池的反向生长技术、转移层技术以及将GaAs的量子阱结构和量子点应用于多结太阳电池,都为太阳电池效率的进一步提高提供了新的契机。

摘要：Python作为目前应用广泛且快速发展的编程语言,已经被运用于科学研究的多个方面。随着III-V多结太阳电池结构日趋复杂,人们对电池模型的多元性和复杂度提出了更高的要求。基于Python语言编写太阳电池仿真计算程序,计算晶格失配多结电池理想状态以及非理想状态下的光电转换效率,开展两端/四端III-V/Si电池发光耦合作用分析以及减反射膜电池一体化设计。针对每种计算,首先通过理论分析确定仿真边界条件,然后利用仿真程序进行计算分析,最后对计算结果进行讨论。