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InGaN单结太阳电池中的浅能级杂质的理论计算和模拟
  • ISSN号:0023-074X
  • 期刊名称:《科学通报》
  • 时间:0
  • 分类:TN304.01[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]厦门大学物理系,厦门361005, [2]厦门大学萨本栋微纳米技术研究中心,厦门361005, [3]广西大学物理科学与技术工程学院,南宁530004, [4]广西大学材料科学与工程学院,南宁530004
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(2006AA03Z409); 厦门市政府科学和技术部研究项目(2006AA03Z110); 广西自然科学基金(0731012); 广西大学有色金属和高等材料加工新技术教育部重点实验室开放基金(GXKFZ-04)资助
中文摘要:

通过氢有效质量理论(HEMT)对In0.65Ga0.35N(高In组分,Eg=1.31eV)太阳电池材料进行分析,计算出其浅能级施主和受主的重要性质参数电离能:ΔED~10.8meV,ΔEA~90meV.在此基础上得到了室温条件下In0.65Ga0.35N的浅能级施主和受主强电离时的杂质浓度范围:施主9.56×10^8~4.57×10^16cm^-3,受主9.56×10^8~7.84×10^16cm^-3;并估算了产生杂质能带的最低杂质浓度:施主~1×10^18cm^-3,受主~5.79×10^20cm^-3.然后借助AMPS-1D软件对含有部分电离的浅能级施主、受主In0.65Ga0.35N单结太阳电池进行模拟,详细讨论了施主能级和受主能级对载流子的俘获对太阳电池效率的影响.本文结果为InGaN单结和多结太阳电池的掺杂(尤其是p型掺杂)和制备提供了理论参考和帮助。

英文摘要:

Hydrogenic effective-mass theory(HEMT) was adopted to study the photovoltaic property of In0.65Ga0.35N(Eg=1.31 eV).The ionization energy of shallow donors and acceptors in In0.65Ga0.35N was calculated to be ΔED ~10.8 meV and ΔEA~90 meV,respectively.Based on these values,the doping concentration necessary to obtain strong ionization of shallow dopants was estimated to be 9.56×10^8-4.57×10^16 cm^-3 for donors and 9.56×10^8-7.84×10^16 cm^-3 for acceptors.The lowest doping concentration required to form impurity bands was found to be ~1×10^18 cm^-3 for donors and ~5.79×10^20 cm^-3 for acceptors.Using AMPS-1D software,the property of single junction solar cell containing partially ionized shallow dopants,was simulated.The effects of recombination of shallow dopants on the efficiency of the solar cell were analyzed and discussed in detail.The results are useful for doping(especially for p-type doping) and fabrication of InGaN-based single junction and multijunction solar cells.

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期刊信息
  • 《科学通报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院
  • 主编:周光召
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:csb@scichina.org
  • 电话:010-64036120 64012686
  • 国际标准刊号:ISSN:0023-074X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1784/N
  • 邮发代号:80-213
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:81792