ⅢA族元素掺杂的硫化镉/Si纳米孔柱阵列的制备与光电特性研究

发布时间：2021-11-21 15:16

　　硫化镉（Cd S）是一种重要的II-VI族化合物半导体材料,它具有宽的直接带隙（².42 e V）、高的载流子迁移率（3×105 cm2/V·s）和良好的热稳定性,因而在电子和光电子器件领域具有重要应用价值。基于硅材料在电子工业中的重要地位以及硅纳米材料所呈现的优异光电性能,对Si基纳米器件的构建和光电性能研究引起了人们极大的兴趣。在前期研究中,我们通过水热腐蚀法制备出了一种具有微米-纳米多层次结构的规则Si纳米复合体系,即硅纳米孔柱阵列（Silicon Nanoporous Pillar Array,Si-NPA）。它具有特殊的物理和化学性能,可用来制备具有规则阵列结构的硅基功能性纳米复合体系。在此基础上,本课题组制备了Cd S/Si-NPA纳米异质结,发现其具有明显的整流效应和光伏性能,是一种具有重要应用前景的Si基纳米光电器件。但是由于Cd S薄膜较差的光电性能,阻碍了Cd S/Si-NPA异质结性能的进一步提升,如电致发光（EL）发光效率和强度很低,太阳能电池的串联电阻极高,短路电流很小,转换效率极低。因此,本文通过ⅢA族元素掺杂对Cd S薄膜光电性能进行... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 Si基CdS研究
        1.1.1 CdS的基本性质及应用
        1.1.2 Si基Cd S材料及器件
    1.2 Si-NPA
    1.3 CdS/Si-NPA
        1.3.1 CdS/Si-NPA形貌与结构
        1.3.2 CdS/Si-NPA物理性能
        1.3.3 CdS/Si-NPA光电器件
        1.3.4 面临问题
    1.4 本课题研究思路及内容
    第一章 参考文献
2 CdS/Si-NPA的制备、表征与性能研究
    2.1 CdS/Si-NPA的制备
        2.1.1 化学水浴法制备CdS/Si-NPA的机理及流程
        2.1.2 生长时间对CdS/Si-NPA的影响
        2.1.3 缓冲剂浓度对Cd S/Si-NPA的影响
    2.2 CdS/Si-NPA的形貌与结构
    2.3 CdS/Si-NPA的物理性能
        2.3.1 CdS/Si-NPA的光学性质
        2.3.2 CdS/Si-NPA的电学性质
    2.4 CdS/Si-NPA的电致发光性能
    2.5 CdS/Si-NPA的光伏性能
    2.6 小结
    第二章 参考文献
3 B元素掺杂CdS/Si-NPA的制备、表征及其光电性能
    3.1 B元素掺杂CdS/Si-NPA的制备
    3.2 B元素掺杂CdS/Si-NPA的表面形貌
    3.3 B元素掺杂CdS/Si-NPA的结构
    3.4 B元素掺杂CdS/Si-NPA的物理性质
        3.4.1 B元素掺杂Cd S/Si-NPA的光学性质
        3.4.2 B元素掺杂Cd S/Si-NPA的电学性质
    3.5 B元素掺杂CdS/Si-NPA的电致发光性能
    3.6 B元素掺杂CdS/Si-NPA的光伏性能
    3.7 小结
    第三章 参考文献
4 Al元素掺杂CdS/Si-NPA的制备、表征及其光电性能
    4.1 Al元素掺杂CdS/Si-NPA的制备
    4.2 Al元素掺杂CdS/Si-NPA的表面形貌
    4.3 Al元素掺杂CdS/Si-NPA的结构
    4.4 Al元素掺杂CdS/Si-NPA的物理性质
        4.4.1 Al元素掺杂CdS/Si-NPA的光学性质
        4.4.2 Al元素掺杂CdS/Si-NPA的电学性质
    4.5 Al元素掺杂CdS/Si-NPA的电致发光性能
    4.6 Al元素掺杂CdS/Si-NPA的光伏性能
    4.7 小结
    第四章 参考文献
5 In元素掺杂CdS/Si-NPA的制备、表征及其光电性能
    5.1 In元素掺杂CdS/Si-NPA的制备
        5.1.1 SILAY法制备CdS/Si-NPA
        5.1.2 SILAY法制备In元素掺杂CdS/Si-NPA
    5.2 In元素掺杂CdS/Si-NPA的表面形貌
    5.3 In元素掺杂CdS/Si-NPA的结构
    5.4 In元素掺杂CdS/Si-NPA的物理性质
        5.4.1 In元素掺杂CdS/Si-NPA的光学性质
        5.4.2 In元素掺杂CdS/Si-NPA的电学性质
    5.5 In元素掺杂CdS/Si-NPA的电致发光性能
    5.6 In元素掺杂CdS/Si-NPA的光伏性能
    5.7 小结
    第五章 参考文献
6 结论与展望
博士期间发表论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔硅的晶态结构与表征方法[J]. 吕京美,程璇.  化学进展. 2009(09)
[2]化学水浴法制备大面积CdS薄膜及其光伏应用[J]. 蔡亚平,李卫,冯良桓,黎兵,蔡伟,雷智,张静全,武莉莉,郑家贵.  物理学报. 2009(01)
[3]微波固相反应制备CdS纳米粒子[J]. 曹洁明,房宝青,刘劲松,常树全,张防.  无机化学学报. 2005(01)

博士论文
[1]硫化镉/硅多界面纳米异质结光电特性研究[D]. 李勇.郑州大学 2014
[2]电化学沉积法制备CdTe/CdS薄膜太阳能电池及性能研究[D]. 李倩.吉林大学 2014

硕士论文
[1]CdS/Si-NPA异质结构阵列的光伏特性研究[D]. 贺川.郑州大学 2011
[2]硅纳米孔柱阵列及其硫化镉纳米复合体系的光学特性研究[D]. 许海军.郑州大学 2005
[3]硅基发光材料的光致发光和电致发光研究[D]. 叶春暖.苏州大学 2002



本文编号：3509748