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Algan双势垒结构对高In组分InGaN/GaN MQWs太阳能电池材料晶体质量和发光性能的影响

人工晶体学报 2023年第1期52卷 83-88,124页

作者：单恒升李明慧李诚科刘胜威梅云俭宋一凡李小亚陕西科技大学材料原子·分子科学研究所西安710021 西安电子科技大学宽禁带半导体材料教育部重点实验室西安710071 陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021 西北大学信息科学与技术学院西安710127

本文利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术在(001)面图形化蓝宝石衬底(PSS)上生长了一种含有Algan-InGaN/GaN MQWs(multiple quantum wells)-Algan双势垒结构的高In组分太阳能电池外延材料。高分辨率X射线衍射(HRXRD)和光致发光(... 详细信息

本文利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术在(001)面图形化蓝宝石衬底(PSS)上生长了一种含有Algan-InGaN/GaN MQWs(multiple quantum wells)-Algan双势垒结构的高In组分太阳能电池外延材料。高分辨率X射线衍射(HRXRD)和光致发光(PL)谱分析表明,与含有Algan电子阻挡层的低In组分的量子阱结构太阳能电池外延材料相比,该结构材料具有较小的半峰全宽(FWHM),计算表明:此结构材料的位错密度降低了一个数量级,达到10^(7)cm^(-2);同时,有源区中的应变弛豫降低了51%;此外,此结构材料的发光强度增强了35%。研究结果表明含有Algan双势垒结构的外延材料可以减小有源区的位错密度,降低非辐射复合中心的数目,增大有源区有效光生载流子的数目,为制备高质量太阳能电池提供实验依据。

关键词：金属有机化合物化学气相沉积太阳能电池外延材料 Algan双势垒结构 InGaN/GaN MQWs 位错密度光生载流子

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Enhancement of optical characteristic of ingan/gan multiple quantum-well structures by self-growing air voids

引用

Science China(Technological Sciences) 2021年第7期64卷 1583-1588页

作者： DU JinJuan XU ShengRui PENG RuoShi FAN XiaoMeng ZHAO Ying TAO HongChang SU HuaKe NIU MuTong ZHANG JinCheng HAO Yue The National Key Disciplines Laboratory of Wide Band-gap Semiconductor School of MicroelectronicsXidian UniversityXi’an710071China Suzhou Institute of Nano-tech and Nano-Bionics(SINANO) Chinese Academy of SciencesSuzhou215132China

ingan/gan multiple quantum-well(MQW) structures with a wavelength range of green were successfully grown on a c-plane gan template with SiO_2 stripe patterns along the [11-20] and [1-100] directions as a mask. The surface morphologies of both samples were investigated using scanning electron microscopy and demonstrated anisotropic growth characteristics of gan. The optical characteristics were investigated using Raman spectra and photoluminescence(PL). The ingan/gan MQW structure grown on the gan template with SiO_2 stripes along the [1-100] orientation exhibited less stress and higher PL intensity.Transmission electron microscopy results indicated that portions of mqws were grown on an inclined semipolar plane, and air voids occurred only when the direction of the mask stripe was along the [1-100] orientation. The enhancement of the optical characteristic was due to the air-void structure and inclined semipolar quantum-well sidewalls.

关键词： InGaN/GaN MQWs SiO_2 mask stripes optical characteristic inclined quantum-well sidewall air voids

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