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热光伏电池即红外光电池,就是将高温物体的热辐射能通过半导体pn结转换成电能。本文讨论InP衬底外延In0.68Ga0.32As热光伏电池研制工作中的一些关键问题,主要内容包括: 1.由于InP衬底与In0.68Ga0.32As顶层材料有1.3%的晶格失配,由于InAsP与InGaAs的界面复合系数非常小,故采用组分x渐变的InAsxP1-x作为缓冲层来解决晶格失配产生的应力缺陷问题。 2.为了优化InAsxP1-x缓冲层的结构,对组分步进变化的生长方式同张应变和压应变交替生长的方式做了比较,结果表明后者明显优于前者。当张应变层和压应变层的总数增加到14层,且每层厚度取优值150nm时,In0.68Ga0.32As顶层和InP衬底之间处于完全弛豫状态,In0.68Ga0.32As薄膜中缺陷较少,表面粗糙度为1.44nm,光致发光测试表明其禁带宽度约为0.6eV。 3.采用上述的优化缓冲层结构试制了一个In0.68Ga0.32As热光伏电池,用自制热光伏测试系统对其(I)-(V)特性进行了测试,测试结果Voc基本不随温度变化维持在0.28V附近,Jsc则随着温度的升高而升高,从500mA/cm2上升到800mA/cm2。