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铁电光伏效应的理论机制及其研究进展
1
作者 杨甜甜 魏杰 《电子元件与材料》 CAS 北大核心 2024年第3期253-263,共11页
近期,铁电体的反常光伏效应在太阳能光伏领域引起了广泛关注。基于体光伏效应的铁电光伏器件的内部机制与基于p-n结的传统光伏器件不同。体光伏效应是指在缺乏反演对称性的材料中产生稳定的光电流和超过带隙的光电压。尽管体光伏效应具... 近期,铁电体的反常光伏效应在太阳能光伏领域引起了广泛关注。基于体光伏效应的铁电光伏器件的内部机制与基于p-n结的传统光伏器件不同。体光伏效应是指在缺乏反演对称性的材料中产生稳定的光电流和超过带隙的光电压。尽管体光伏效应具备巨大应用潜力,但其内部机制尚不明确。回顾了铁电体中铁电光伏效应的理论发展历程和最新进展,重点讨论了体光伏效应的内部机制和理论模型。揭示了对体光伏效应现象与弹道电流、位移电流机制的理论理解及其实验研究。最后,讨论了体光伏效应在未来应用中所面临的机遇和挑战。 展开更多
关键词 铁电光伏效应 体光伏效应 综述 弹道模型 位移电流模型
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基于杂质光伏效应的镍掺杂对砷化镓太阳电池性能的影响 被引量：3
2
作者 袁吉仁 洪文钦 +1 位作者 邓新华 余启名 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1167-1170,共4页
利用杂质光伏效应能够使太阳电池充分利用那些能量小于禁带宽度的太阳光子,从而提高电池的转换效率.为了更好地利用杂质光伏效应提高砷化镓太阳电池的转换效率,本文利用数值方法研究在砷化镓太阳电池中掺入镍杂质以形成杂质光伏太阳电池... 利用杂质光伏效应能够使太阳电池充分利用那些能量小于禁带宽度的太阳光子,从而提高电池的转换效率.为了更好地利用杂质光伏效应提高砷化镓太阳电池的转换效率,本文利用数值方法研究在砷化镓太阳电池中掺入镍杂质以形成杂质光伏太阳电池,分析掺镍对电池的短路电流密度、开路电压以及转换效率的影响;同时,探讨电池的陷光结构对杂质光伏太阳电池器件性能的影响.结果表明:利用杂质光伏效应掺入镍杂质能够增加子带光子的吸收,使得电池转换效率提高3.32%;转换效率的提高在于杂质光伏效应使电池的红外光谱响应得到扩展;另外,拥有良好的陷光结构是取得好的杂质光伏效应的关键.由此得出:在砷化镓太阳电池中掺镍形成杂质光伏太阳电池是一种能够提高砷化镓太阳电池转换效率的新方法. 展开更多
关键词 太阳电池 砷化镓 杂质光伏效应 镍 转换效率
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铁电体的光伏效应 被引量：11
3
作者 蔡田怡 雎胜 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第15期228-240,共13页
介绍了铁电光伏效应的发展历史和现状,通过与传统半导体p-n结光伏器件比较,旨在阐述铁电光伏器件非比寻常的优点和重要的应用前景.铁电光伏效应分为体光伏效应和反常光伏效应,多种物理机制已被发现,无疑为铁电光伏效应的提高指明了方向... 介绍了铁电光伏效应的发展历史和现状,通过与传统半导体p-n结光伏器件比较,旨在阐述铁电光伏器件非比寻常的优点和重要的应用前景.铁电光伏效应分为体光伏效应和反常光伏效应,多种物理机制已被发现,无疑为铁电光伏效应的提高指明了方向.还对钙钛矿氧化物、卤化物和双钙钛矿结构氧化物等铁电体中的光伏效应进行了阐述,讨论了通过引入新的自由度实现多功能性光伏器件的可能性. 展开更多
关键词 铁电体 光伏效应 多铁性材料 太阳能电池
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多孔BiFeO_3薄膜的光伏效应研究 被引量：3
4
作者 王成艳 刘兴云 +3 位作者 周勇 鲁池梅 杨水金 刘红日 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2738-2742,共5页
采用溶胶-凝胶法,在不同退火温度下在FTO/玻璃衬底上制备了多孔BiFeO3薄膜并对薄膜的光伏特性进行了研究。结果表明,在450-600℃退火的薄膜,均呈高度（100）择优取向;所有薄膜均为多孔薄膜,450℃、500℃、550℃和600℃退火的薄膜的孔径... 采用溶胶-凝胶法,在不同退火温度下在FTO/玻璃衬底上制备了多孔BiFeO3薄膜并对薄膜的光伏特性进行了研究。结果表明,在450-600℃退火的薄膜,均呈高度（100）择优取向;所有薄膜均为多孔薄膜,450℃、500℃、550℃和600℃退火的薄膜的孔径大小分别为2μm,2μm,6μm和1μm。孔隙的出现与加入乙醇胺的量直接相关,同时能够增强对光的吸收。450℃、500℃、550℃和600℃退火的薄膜的光学带隙分别为2.31 eV,2.50 eV,2.51 eV,和2.62 eV,所有光学带隙显著低于通常报道的结果。450℃与500℃退火的BiFeO3薄膜具有较强的光电导效应,而600℃退火的BiFeO3薄膜具有较强的体光伏效应。BiFeO3薄膜中的体光伏效应来自铁电极化产生的内建电场。 展开更多
关键词 溶胶-凝胶法 BIFEO3 多孔薄膜 光伏效应
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PLZT陶瓷的光伏效应研究 被引量：3
5
作者 张显奎 李洪人 许耀铭 《功能材料》 EI CAS CSCD 1996年第4期311-314,共4页
本文介绍了一种可应用于光控伺服系统的新型光－机转换器件ＰＬＺＴ陶瓷片，由于极化后的ＰＬＺＴ陶瓷片具有光致伸缩效应，由此可根据光信号来控制ＰＬＺＴ陶瓷片的伸缩量。实验表明，ＰＬＺＴ陶瓷片在一定紫外光照射下，ＰＬＺＴ陶瓷... 本文介绍了一种可应用于光控伺服系统的新型光－机转换器件ＰＬＺＴ陶瓷片，由于极化后的ＰＬＺＴ陶瓷片具有光致伸缩效应，由此可根据光信号来控制ＰＬＺＴ陶瓷片的伸缩量。实验表明，ＰＬＺＴ陶瓷片在一定紫外光照射下，ＰＬＺＴ陶瓷片呈现出很强光致伸缩效应，由于伸缩量与光电压成线性关系，所以，测量出ＰＬＺＴ光电压与照射光强度的关系。 展开更多
关键词 光执行器件 光伏效应 光致伸缩 PLZT 陶瓷
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描述光伏效应的新解析模型 被引量：4
6
作者 江厚满 程湘爱 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期177-180,共4页
对陆启生等人提出的描述光伏效应的解析模型涉及的边界条件进行了讨论 ,提出了一个适用性更宽的解析模型。通过对新模型、陆的模型以及另一个解析模型的比较 ,对前两个模型能够描述光伏型光电探测器在强光辐照时的信号饱和效应的原因进... 对陆启生等人提出的描述光伏效应的解析模型涉及的边界条件进行了讨论 ,提出了一个适用性更宽的解析模型。通过对新模型、陆的模型以及另一个解析模型的比较 ,对前两个模型能够描述光伏型光电探测器在强光辐照时的信号饱和效应的原因进行了解释。 展开更多
关键词 光伏效应 解析模型 信号饱和效应 边界条件 光电探测器 半导体 能带结构 P-N结
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科研引导型开放实验教学的实践与探索——以“铁电材料的光伏效应研究”为例 被引量：6
7
作者 毛巍威 薛洪涛 《大学物理实验》 2022年第3期154-156,共3页
文章以“铁电材料的光伏效应研究”开放实验为例,将前沿课题融入到本科生开放性实验中,学习铁电光伏器件的制备,研究其光伏性能及其机理。通过将科研课题与教学结合,拓宽学生的知识面,可以提升的培养学生的创新能力和科研素质。
关键词 科研引导 开放实验 铁电 光伏效应
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基于TK-PV1型光伏效应实验平台实验项目设计——光谱响应测试 被引量：1
8
作者 徐超 卢佃清 +1 位作者 邵理堂 刘学东 《淮海工学院学报（自然科学版）》 CAS 2013年第2期10-12,共3页
基于TK-PV1型光伏效应实验平台,设计了一种测试太阳能电池光谱响应的方法.实验中,通过测试红、绿、蓝LED 3种光源的驱动电流与太阳能电池的短路电流之间的关系,以及驱动电流与相应辐照度之间的关系,对其进行线性分析,结合太阳能电池在... 基于TK-PV1型光伏效应实验平台,设计了一种测试太阳能电池光谱响应的方法.实验中,通过测试红、绿、蓝LED 3种光源的驱动电流与太阳能电池的短路电流之间的关系,以及驱动电流与相应辐照度之间的关系,对其进行线性分析,结合太阳能电池在相同辐照度的3种光源照射下的短路电流的数据,得出被测太阳能电池对绿光的光谱响应最好的结论. 展开更多
关键词 光伏效应 光谱响应 短路电流
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外延掺锰铁酸铋薄膜电容器的光电导和光伏效应 被引量：1
9
作者 彭增伟 刘保亭 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期10-14,共5页
采用射频磁控溅射的方法在SrRuO 3/SrTiO 3(SRO/STO)衬底上制备了外延Mn掺杂的BiFeO 3(BFMO)薄膜,并以Pt/SRO为复合上电极构建了对称的SRO/BFMO/SRO薄膜电容器。X射线衍射揭示了BFMO薄膜具有良好的外延结构。极化-电场滞后回线、净极化... 采用射频磁控溅射的方法在SrRuO 3/SrTiO 3(SRO/STO)衬底上制备了外延Mn掺杂的BiFeO 3(BFMO)薄膜,并以Pt/SRO为复合上电极构建了对称的SRO/BFMO/SRO薄膜电容器。X射线衍射揭示了BFMO薄膜具有良好的外延结构。极化-电场滞后回线、净极化强度的测试结果说明外延SRO/BFMO/SRO电容器具有较大的剩余极化强度。波长为404 nm、强度为5 mW/cm 2的紫光入射到SRO/BFMO/SRO电容器表面,电流密度相应增长。当测试电压为+8 V,无光和光照时的电流密度分别为0.14 A/cm 2和0.34 A/cm 2;当测试电压为-8 V,无光和光照时的电流密度分别为0.13 A/cm 2和0.33 A/cm 2。通过对电流密度的拟合发现:无光和光照时均为欧姆传导机制,光照并没有改变SRO/BFMO/SRO电容器的传导机制。SRO/BFMO/SRO电容器的光伏效应主要由薄膜内部极化决定。与纯BFO薄膜电容器相比,Mn掺杂增大了光伏输出的短路电流密度。 展开更多
关键词 掺杂 锰 铁酸铋薄膜 光电导 光伏效应
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氮化镓/硅复杂界面结构异质结的光伏效应 被引量：1
10
作者 李新建 王志华 +4 位作者 段丙新 程燕 汪朝阳 尹书亭 宋冬琦 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2021年第1期107-113,共7页
采用宽带隙半导体材料或减小p-n结漏电流密度是增加开路电压以提高太阳能电池光电转换效率的重要途径。氮化镓(GaN)是一种具有直接带隙的宽带隙化合物半导体材料,并已在光电器件领域得到广泛应用。以通过水热腐蚀制备的、具有优异宽波... 采用宽带隙半导体材料或减小p-n结漏电流密度是增加开路电压以提高太阳能电池光电转换效率的重要途径。氮化镓(GaN)是一种具有直接带隙的宽带隙化合物半导体材料,并已在光电器件领域得到广泛应用。以通过水热腐蚀制备的、具有优异宽波段光吸收性能的硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为功能性衬底,采用化学气相沉积法制备了一种具有复杂界面结构的异质结GaN/Si-NPA,并以此为基础制备了器件结构为ITO/GaN/Si-NPA/sc-Si/Ag的太阳能电池原理性器件。在AM 1.5的模拟太阳光照射下,电池的开路电压达到1.94 V,短路电流密度0.07 mA/cm2,填充因子73%,电池光电转换效率0.1%。对实验结果的分析表明,电池效率较低的原因是较大电池串联电阻导致了较小短路电流密度。本研究为制备具有更高开路电压的高效太阳能电池提供了一种可能的新途径。. 展开更多
关键词 光伏效应 高开路电压 异质结 氮化镓/硅纳米孔柱阵列
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硅基纳米金属光刻蚀结构的侧向光伏效应
11
作者 周德军 张静 王辉 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期275-277,共3页
研究目的是探索半导体异质结构下的新型光电效应,为位置灵敏传感器的设计提供新思路.利用磁控溅射镀膜技术在P型硅基衬底上生长N型Cr金属薄膜,从而得到Cr/SiO/Si的硅基纳米金属异质结构.使用纳米光刻蚀技术在金属层上按照设计的条纹图... 研究目的是探索半导体异质结构下的新型光电效应,为位置灵敏传感器的设计提供新思路.利用磁控溅射镀膜技术在P型硅基衬底上生长N型Cr金属薄膜,从而得到Cr/SiO/Si的硅基纳米金属异质结构.使用纳米光刻蚀技术在金属层上按照设计的条纹图形进行光刻蚀加工,得到硅基纳米金属光刻蚀结构.在对结构进行I-V特性测量的过程中发现侧向光伏效应.使用635nm,功率5mW激光器时,其侧向光伏效应的最大灵敏度为4.844mV·mm-1,并且线性度较好. 展开更多
关键词 磁控溅射 纳米光刻蚀 半导体异质光伏效应结构 侧向光伏效应
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光伏效应的产生机理及应用 被引量：4
12
作者 余长青 《黔南民族师范学院学报》 2006年第3期21-22,43,共3页
光伏效应是一种重要的光子效应,本文详细分析了它的产生机理和伏安特性,并简要介绍了它的应用。
关键词 光伏效应 机理 伏安特性 应用 器件
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GaAs多量子阱超晶格表面激光光伏效应
13
作者 王德煌 王威礼 +1 位作者 王恩哥 周小川 《量子电子学报》 CAS CSCD 1992年第1期86-87,共2页
由于MOCVD、MBE等半导体材料生长技术飞跃发展,半导体多量子阱和超晶格的制备、研究和应用越来越引起广泛重视。GaAs多量子阱超晶格是较为成熟的一种结构。本文初次报道GaAs多量子阱超晶格表面激光辐照感生的光伏效应研究结果。实验样... 由于MOCVD、MBE等半导体材料生长技术飞跃发展,半导体多量子阱和超晶格的制备、研究和应用越来越引起广泛重视。GaAs多量子阱超晶格是较为成熟的一种结构。本文初次报道GaAs多量子阱超晶格表面激光辐照感生的光伏效应研究结果。实验样品是在〈001〉晶向半绝缘GaAs衬底上,MBE生长1.5μm n^+-GaAs缓冲层后,交替地周期生长两种阱宽和垒宽,不同周期数的掺硅GaAs层,构成GaAs多量子阱超晶格结构。 展开更多
关键词 多量子阱 光伏效应 超晶格 GAAS衬底 激光辐照 半导体多量子阱 激光功率 激光感生电压 超晶格结构 MOCVD
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基于硅光电池测试数据的光伏效应原理分析 被引量：1
14
作者 谢宁 王亚辉 +1 位作者 贺平贵 魏成伟 《大学物理实验》 2022年第6期38-42,共5页
基于硅光电池开路电压随光强变化的理论研究现状,本文提出一种内建电场动态变化的理论模型。该模型成功解释了硅光电池特性参数测试实验中开路电压随光强变化的实验现象。本文利用理论模拟和实验进一步验证了该理论模型的正确性。这为... 基于硅光电池开路电压随光强变化的理论研究现状,本文提出一种内建电场动态变化的理论模型。该模型成功解释了硅光电池特性参数测试实验中开路电压随光强变化的实验现象。本文利用理论模拟和实验进一步验证了该理论模型的正确性。这为硅光电池特性测试实验的课堂设计和教学内容选择提供了一个可供参考的理论切入点。 展开更多
关键词 硅光电池 光伏效应 数据分析 实验教学
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Bi_(2)Te_(3)/Si异质结中的侧向光伏效应
15
作者 王淑芳 乔双 马继奎 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第5期488-494,共7页
碲化铋(Bi_(2)Te_(3))是一种典型的拓扑绝缘体材料,在热电、光电和自旋电子学领域具有广阔应用前景.本文采用脉冲激光沉积技术在Si衬底上制备了不同厚度的Bi_(2)Te_(3)薄膜,详细研究了Bi_(2)Te_(3)/Si异质结中的侧向光伏响应特性.结果表... 碲化铋(Bi_(2)Te_(3))是一种典型的拓扑绝缘体材料,在热电、光电和自旋电子学领域具有广阔应用前景.本文采用脉冲激光沉积技术在Si衬底上制备了不同厚度的Bi_(2)Te_(3)薄膜,详细研究了Bi_(2)Te_(3)/Si异质结中的侧向光伏响应特性.结果表明,该异质结的侧向光伏响应强烈依赖于Bi_(2)Te_(3)层厚度,随厚度增加呈现先快速增加至一极值,然后逐渐减小的变化趋势.用不同波长和功率的激光照射测量时发现,该异质结具有405~808 nm的较宽响应波段,且位置灵敏度随激光功率增加而增大并最终趋于饱和,其中671 nm的侧向光伏响应性能最好,最高位置灵敏度达到3.4×10^(-2)V/mm.以上结果为研发基于Bi_(2)Te_(3)的高灵敏、宽波段光位敏探测器提供了重要参考. 展开更多
关键词 Bi_(2)Te_(3)/Si 厚度调控 侧向光伏效应 宽波段 光位敏探测器
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氧化钒薄膜光伏效应机理分析
16
作者 卢小铃 王涛 +3 位作者 李贺 董翔 顾德恩 蒋亚东 《红外》 CAS 2011年第5期14-18,共5页
氧化钒薄膜是非致冷红外焦平面探测器的重要组成部分,光电特性一直是国内外的研究热点。用反应磁控溅射方法在K9玻璃衬底上制备了氧化钒薄膜,并在特定条件下对其进行了退火处理。结果发现,在300℃下退火180s的氧化钒薄膜在可见光照射情... 氧化钒薄膜是非致冷红外焦平面探测器的重要组成部分,光电特性一直是国内外的研究热点。用反应磁控溅射方法在K9玻璃衬底上制备了氧化钒薄膜,并在特定条件下对其进行了退火处理。结果发现,在300℃下退火180s的氧化钒薄膜在可见光照射情况下呈现出了光伏效应,这说明光生载流子在氧化钒薄膜表层形成后得到了有效分离。该光伏特性为氧化钒薄膜在光电探测器中的应用拓展提供了有力的理论依据。 展开更多
关键词 氧化钒薄膜 退火 光伏效应 Dember效应 场制表面电压
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光折变效应中的光伏效应与扩散机制
17
作者 张静江 曹惠贤 《量子电子学》 CSCD 1996年第5期417-418,共2页
光折变效应中的光伏效应与扩散机制张静江，曹惠贤（北京师范大学物理系北京１００８７５）在以扩散机制为主的光折变理论中，得出了光折变效应产生的折射率变化与光强无关而是由光强的变化率决定的结论。有的文章和书籍中甚至将＂与光... 光折变效应中的光伏效应与扩散机制张静江，曹惠贤（北京师范大学物理系北京１００８７５）在以扩散机制为主的光折变理论中，得出了光折变效应产生的折射率变化与光强无关而是由光强的变化率决定的结论。有的文章和书籍中甚至将＂与光强无关＂作为光折变非线性效应的一个... 展开更多
关键词 光折变效应 光伏效应 扩散机制
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铁酸铋薄膜的掺杂改性与光伏效应研究进展 被引量：8
18
作者 凌飞 刘黎明 +1 位作者 陈小波 杨培志 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期262-268,共7页
铁酸铋在室温下同时具有铁电、铁磁性能,是目前最具应用前景的无铅多铁性材料,为了实现器件应用,开展铁酸铋薄膜制备及掺杂改性研究十分重要。最近,铁酸铋薄膜的光伏效应及太阳能电池应用受到广泛关注。本文介绍了铁酸铋的晶体结构、铁... 铁酸铋在室温下同时具有铁电、铁磁性能,是目前最具应用前景的无铅多铁性材料,为了实现器件应用,开展铁酸铋薄膜制备及掺杂改性研究十分重要。最近,铁酸铋薄膜的光伏效应及太阳能电池应用受到广泛关注。本文介绍了铁酸铋的晶体结构、铁电性能和铁酸铋薄膜的制备方法。重点总结了铁酸铋薄膜替位掺杂及其光伏效应研究的最新进展,最后指出有关研究存在的问题和未来的重点研究方向。 展开更多
关键词 铁酸铋 多铁性 替位掺杂 光伏效应
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铁酸铋薄膜光伏效应研究进展 被引量：5
19
作者 周浩 高荣礼 符春林 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期128-135,共8页
铁酸铋是目前唯一在室温下同时具有铁电性和反铁磁性的单相多铁性材料,并且这两种铁性有序之间存在磁电耦合效应,其铁电居里温度和反铁磁奈尔温度都远在室温以上,在光电器件、自旋电子器件、铁电随机存储器、磁电存储单元等领域有着广... 铁酸铋是目前唯一在室温下同时具有铁电性和反铁磁性的单相多铁性材料,并且这两种铁性有序之间存在磁电耦合效应,其铁电居里温度和反铁磁奈尔温度都远在室温以上,在光电器件、自旋电子器件、铁电随机存储器、磁电存储单元等领域有着广阔的应用前景。此外,作为一种典型的铁电材料,铁酸铋还具有较大的剩余极化强度、相对较小的带隙宽度以及较大的光吸收系数,理论上具有较大的光电转换效率,有望成为下一代太阳能光伏电池的备选材料。然而,目前有关铁酸铋材料光伏效应的机制还没有明确的定论,影响其光伏效应的因素较多,例如电畴、界面、厚度、退极化场、缺陷及极化强度等。欲提高铁酸铋材料的光电转换效率,许多问题亟待解决。综述了近几年来国内外关于铁酸铋薄膜光伏效应机制方面的研究。 展开更多
关键词 多铁性材料 铁酸铋 磁电耦合效应 光电转换效率 光伏效应 机制
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光子存储单元的光伏效应 被引量：1
20
作者 卞松保 李桂荣 +4 位作者 唐艳 胡冰 李月霞 杨富华 郑厚植 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期205-207,共3页
报道了光存储效应在一种特殊设计的光存储单元Ⅰ Ⅴ特性上的响应 .当单元偏置在光存储模式下 ,越过禁带的光激发会产生一个台阶状的电流阶跃 .利用瞬态光电流测试装置测量电流阶跃处的瞬态响应 ,验证了“开关”光电流下降沿主要反映... 报道了光存储效应在一种特殊设计的光存储单元Ⅰ Ⅴ特性上的响应 .当单元偏置在光存储模式下 ,越过禁带的光激发会产生一个台阶状的电流阶跃 .利用瞬态光电流测试装置测量电流阶跃处的瞬态响应 ,验证了“开关”光电流下降沿主要反映了光照消失后原先被存储起来的电子、空穴的衰变过程 .其时间常数是光存储时间的一种度量 ,而光照下所出现的台阶状电流阶跃则是光子存储效应在Ⅰ 展开更多
关键词 光子存储 光伏效应 Ⅰ-Ⅴ特性 禁带宽度 瞬态响应
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