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日盲光電探測器對波長在220-280 nm范圍內(nèi)的光敏感,在軍事和商業(yè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用,例如光學追蹤、光通信和成像。得益于優(yōu)越的材料和電學特性,包括良好的熱學和化學穩(wěn)定性、優(yōu)異的抗輻照性能以及直接對應(yīng)日盲區(qū)域的光探測波長,寬禁帶半導(dǎo)體材料具備更顯著的優(yōu)勢。在過去的幾年里,由于Ga2O3相關(guān)材料的優(yōu)異的抗輻照特性、良好的熱穩(wěn)定性以及4.7-5.3 eV直接對應(yīng)于日盲波段的超寬禁帶寬度,已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。目前,幾乎所有關(guān)于Ga2O3 PDs的研究都是基于a-或β-Ga2O3材料,然而,探測器的光電性能不盡如人意,并且增益機制尚未分析確定。因此,ε-Ga2O3的材料和光電特性有待進一步研究。
Ga2O3有著4.7-5.2eV的寬禁帶,本質(zhì)上適合日盲光電探測器。Ga2O3有五種同構(gòu)異形體,單斜β-Ga2O3薄膜因其高溫度穩(wěn)定性已經(jīng)有了大量的研究。其他相,特別是α-、γ-、δ-和ε-Ga2O3很少被研究。最近由于ε-Ga2O3其有高度對稱的六面體結(jié)構(gòu),有可能將氮化物和ε-Ga2O3結(jié)合起來,形成致力于光電應(yīng)用的III-氧化物/III-氮化物異質(zhì)結(jié)器件結(jié)構(gòu),因此而廣受科研工作者關(guān)注。
近中紅外光廣泛應(yīng)用于光纖通信、醫(yī)療、遙感探測、說環(huán)境監(jiān)控等應(yīng)用領(lǐng)域,高效、穩(wěn)定、緊湊的近中紅外光光源是這些應(yīng)用得以實施的基礎(chǔ)。
CIGS是Copper indium gallium selenide的縮寫,中文簡稱銅銦鎵硒,CIGS是由IV族化合物衍生而來。CZTS是Copper zinc tin sulfide的縮寫,組分為:Cu2ZnSnS4,中文簡稱銅鋅錫硫電池,銅鋅錫硫化合物為一種直接帶隙半導(dǎo)體,可用于薄膜太陽能電池的吸收層。PSCs是Perovskite Solar Cells的簡稱,中文簡稱鈣鈦礦型太陽能電池,鈣鈦礦是對活性層材料的結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱,最經(jīng)典的材料是鹵化鉛甲胺(CH3NH3PbX3 perovskites,其中X代表鹵族元素,X=I,Br,Cl)。
Cu(In,Ga)Se2(CIGS)是I-III-VI組化合物半導(dǎo)體材料,具備黃銅礦晶體結(jié)構(gòu),以它為吸收層的太陽能電池為CIGS薄膜太陽能電池,具備光電轉(zhuǎn)換效率高、電池穩(wěn)定性好、抗輻照能力強、弱光性好等優(yōu)勢。液相法制備CIGS電池實現(xiàn)了17.3%轉(zhuǎn)換效率,雖然與真空法的23.35%相比仍有一定的差距,但由于液相法制備薄膜具有成本低、原料利用率高、可以實現(xiàn)卷對卷制備等優(yōu)點,仍具有巨大的潛在發(fā)展優(yōu)勢。
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