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《吉林大学》 2010年
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锑化物热光伏电池材料的MOCVD生长特性研究及其器件模拟

彭新村  
【摘要】: GaxIn1-xAs1-ySby和InAs1-xSbx量子点的响应波长覆盖低温辐射体热光伏(TPV)电池的最佳波段。目前已报道的高性能的低温辐射体锑化物TPV电池大部分采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术制备,但与传统半导体相比,锑化物的外延工艺水平较低,并且多元合金的材料参数难以确定,给建立完整的器件物理模型带来困难。针对这些问题,本论文研究了锑化物薄膜及量子点的MOCVD生长特性;另外对锑化物TPV电池进行模拟。研究内容如下: 用低压MOCVD技术外延生长了InAs1-xSbx三元合金和GaxIn1-xAs1-ySby四元合金。研究了生长参量对外延层表面形貌、结晶质量、合金组分及电学特性的影响。选择合适的生长参数可获得表面光滑平整、晶体质量较高的外延层。 在国内首次研究了低压MOCVD技术生长的自组装InAs1-xSbx量子点,研究了生长参数对量子点形状、尺寸、面密度和均匀性等形貌特征的影响。选择合适的生长参数可获得高密度有序排列的InAs1-xSbx量子点。 首次通过模拟给出了影响GaxIn1-xAs1-ySby热光伏电池性能的完整的材料参数与组分、温度、掺杂浓度等的关系,建立了完整的材料和器件结构物理模型。 首次系统地模拟了结构为P-GaSb窗口/P-GaxIn1-xAs1-ySby有源区/N-GaxIn1-xAs1-ySby有源区/N-GaSb衬底的TPV电池,分析了材料和器件结构参数对电池性能参数的影响,通过模拟得到优化的材料及器件结构。首次通过模拟分析了工作温度对GaxIn1-xAs1-ySbyTPV电池器件性能参数的影响,得到了性能参数的温度变化系数。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM914.4;TN304.05

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【引证文献】
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【参考文献】
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