基于新型微纳硅结构的可见-近红外波段光电探测器的纳米制造
批准号:
91123005
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
60.0 万元
负责人:
孙宝全
依托单位:
学科分类:
E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐咏蓝、叶春暖、宋涛、张付特、申小娟、雷晓飞、韩晓园、吴仲伟、胡佳
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中文摘要
一维有序硅纳米线阵列结构具有强的陷光能力,对光的吸收受照射角度的影响较小,同时可以吸收小于块体硅禁带宽度(1.1 eV)的光。因此,基于硅纳米线阵列结构的光电探测器可以实现对可见-近红外波段的探测,同时与现代硅半导体工艺具有好的兼容特性,降低探测器制造成本。但是,由于此类纳米结构具有较大的比表面积,如何对硅表面及器件的界面进行有效调控,是实现高灵敏度探测器的核心问题。本研究将发展加工制作硅纳米结构的多种技术平台,获得具有减反与宽光谱吸收特别是红外波段吸收的一维有序硅纳米结构;通过研究硅纳米结构中电荷的产生、输运及复合等物理行为、红外光电探测器的器件结构和工艺优化,对表面/界面实现有效调控,构建基于硅纳米结构的可见-近红外光电探测器件(响应度优于5 A/W)。发展具有自主知识产权的光电材料和器件的低成本制造技术,实现规模化的宽光谱响应的硅光电探测器的批量化纳米制造。
英文摘要
本课题主要进行了硅纳米线的制备、表面结构调控和相关光电探测器的器件构筑表征方面的研究。利用微米小球自组装模板结合金属辅助化学刻蚀方法,成功制备了大面积(4英寸)的硅纳米线阵列,硅线的长度可以实现从0.1μm-50 μm连续可调,硅线之间的距离也可实现从0.5μm-10 μm的调节,制备的硅线阵列结构实现了对可见及近红外波段的光的捕获(反射率小于5%)。对硅纳米结构的表面进行了化学修饰后,减少了悬空键,大幅度降抑制了硅纳米结构的电荷复合,可以实现电荷的有效分离。分别制备了有机-无机和无机-无机杂化的光电子器件,器件水平可以达到目前国际同类器件结构的效率的报道。利用硅纳米线比较好的红外光吸光的特点,在硅纳米结构表面沉积了氧化物半导体如ZnO或高分子材料PEDOT:PSS,实现了光响应度达到0.34 A/W的光电探测器。本研究为开发新型的基于硅纳米结构的光电器件提供了较好的实验基础。
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
Heterojunction with Organic Thin Layers on Silicon for Record Efficiency Hybrid Solar Cells
硅上有机薄层异质结可实现创纪录效率的混合太阳能电池
DOI:10.1002/aenm.201300923
发表时间:2014
期刊:Advanced Energy Materials
影响因子:27.8
作者:Lee, Shuit-Tong;Liao, Liangsheng;Zhao, Ni;Sun, Baoquan
通讯作者:Sun, Baoquan
The role of a LiF layer on the performance of poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)/Si organic-inorganic hybrid solar cells
LiF层对聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)/Si有机-无机杂化太阳能电池性能的作用
DOI:10.1063/1.4866968
发表时间:2014-02
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:4
作者:Zhang, Yunfang;Liu, Ruiyuan;Lee, Shuit-Tong;Sun, Baoquan
通讯作者:Sun, Baoquan
p-type doping effect on the performance of organic-inorganic hybrid solar cells
p型掺杂对有机-无机杂化太阳能电池性能的影响
DOI:10.1063/1.3669393
发表时间:2011-12-05
期刊:APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子:4
作者:Lei, Xiaofei;Zhang, Fute;Sun, Baoquan
通讯作者:Sun, Baoquan
Effects of ZnO fabricating process on the performance of inverted organic solar cells
ZnO制备工艺对倒置有机太阳能电池性能的影响
DOI:10.1016/j.orgel.2012.03.021
发表时间:2012-07
期刊:Organic Electronics
影响因子:3.2
作者:Wu, Zhongwei;Wei, Huaixin;Song, Tao;Sun, Baoquan
通讯作者:Sun, Baoquan
DOI:10.1088/0957-4484/23/19/194006
发表时间:2012-04
期刊:Nanotechnology
影响因子:3.5
作者:Fute Zhang;Tao Song;Baoquan Sun
通讯作者:Fute Zhang;Tao Song;Baoquan Sun
用于异质结硅光伏电池的低温导电电极表界面接触机理和方法研究
- 批准号:62274116
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2022
- 负责人:孙宝全
- 依托单位:
卤化钙钛矿中有机/无机相分离微纳结构调控和高效发光二极管器件研究
- 批准号:61974098
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:孙宝全
- 依托单位:
高效可弯折轻便有机-晶硅薄膜太阳能电池的制备及性能研究
- 批准号:61674108
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:孙宝全
- 依托单位:
基于有序硅纳米线阵列的有机-无机杂化太阳电池界面调控及光电特性研究
- 批准号:61176057
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:72.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:孙宝全
- 依托单位:
基于窄带隙量子点的薄膜光伏电池及新型光电转换机理的研究
- 批准号:60976050
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:38.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:孙宝全
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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