太阳能电池是一种光伏装置,它通过吸收半导体中的光生载流子,将太阳能直接转化为电流。太阳能电池主要涉及三个过程:吸收光子产生电荷载流子、分离载流子和收集载流子。半导体材料通常吸收能量大于其带隙的光子。被吸收的光子激发电子从吸收材料中的价带移动到导带,从而产生电子-空穴对。产生的电荷载流子对要么重新组合,要么分离然后收集。吸收的光子取决于吸收材料的厚度和吸收系数。太阳能电池的关键部分是pn结的形成,pn结由两种连接在一起的半导体材料组成,其中一种是n型掺杂的,另一种是p型掺杂的。在CIGS太阳能电池中,各种不同的半导体材料用于形成pn结,因此这种结构称为异质结。使用异质结可以为电池提供宽带隙窗口层,从而减少表面复合。价带和导带
Frederik Dostal 是一位电源管理专家,在该行业拥有 20 多年的经验。在德国埃尔朗根大学学习微电子学后,他于 2001 年加入美国国家半导体公司,担任现场应用工程师,在客户项目中实施电源管理解决方案方面积累了丰富的经验。在国家半导体公司任职期间,他还在美国亚利桑那州凤凰城工作了四年,担任应用工程师,从事开关电源工作。2009 年,他加入 ADI 公司,此后担任过各种职位,负责产品线和欧洲技术支持,目前作为电源管理专家,为公司带来广泛的设计和应用知识。Frederik 在德国慕尼黑的 ADI 办事处工作。
本文通过将模拟设置校准到垂直无结多栅极晶体管实验数据,介绍了先进的 β -Ga 2 O 3 TCAD 模拟参数和方法。通过仔细校准,确定了几个重要的 β -Ga 2 O 3 器件物理特性。研究了补偿掺杂和掺杂剂不完全电离的影响。使用了可以捕捉温度效应的电子飞利浦统一载流子迁移率 (PhuMob) 模型。我们还表明,界面陷阱可能对非理想亚阈值斜率 (SS) 不起作用,短沟道效应是 SS 退化的主要原因。我们还讨论了无结 Ga 2 O 3 晶体管的击穿机制,并表明其受到关断状态下沟道穿通的限制。校准后的模型与实验的电容-电压 (CV) 和电流-电压 (IV) 很好地匹配,可用于预测新型 β -Ga 2 O 3 器件的电性能。 © 2020 作者。由 IOP Publishing Limited 代表电化学学会出版。这是一篇开放获取的文章,根据知识共享署名 4.0 许可条款发布(CC BY,http://creativecommons.org/licenses/ by/4.0/),允许在任何媒体中不受限制地重复使用作品,前提是对原始作品进行适当引用。[DOI:10.1149/ 2162-8777/ab7673]
摘要 — 从硅上外延生长的氮化镓 (GaN) 开始,设计、制造并表征了集成压电换能器的预应力微谐振器。在夹紧梁中,众所周知,拉伸应力可用于增加谐振频率。在这里,我们计算了预应力梁中平面外弯曲模式的模态函数,并推导出一个模型来预测谐振频率和压电驱动因子。我们表明,理论和实验结果之间可以获得良好的一致性,并推导出机电转换的最佳设计。最后,我们的模型预测了由于拉伸应力导致的品质因数增加,这已通过真空下的实验测量得到证实。这项研究展示了如何利用外延工艺产生的材料质量和初始应力。
日本制钢所和三菱化学株式会社正在 NEDO 的“节能技术战略创新计划”下,致力于电力电子用大直径块状氮化镓 (GaN) 基板的示范和开发。该示范和开发在 2021 年 5 月建立的世界上最大的 GaN 基板制造示范设施(大型示范设施)中进行。我们使用“SCAAT TM -LP”进行了 4 英寸 GaN 基板量产晶体生长实验,这是一种低成本的高质量 GaN 基板制造技术。实验结果,我们已确认 4 英寸 GaN 晶体正在按计划生长。与中试设施相比,大型示范设施的规模显著扩大,可以制造大量的 GaN 基板。未来,我们将在大型示范设施中进一步进行示范实验,旨在通过稳定供应高质量的GaN基板,为超高效器件的开发做出贡献,并于2022财年初开始向市场供应。
当材料的物理尺寸与电子的波长匹配或减小时,半导体中就会发生量子限制,从而产生量化的能级和离散的电子态。这是由于电子的波粒二象性,它同时表现出粒子和波的特征。限制能是对应于半导体纳米结构(如量子点)中电荷载流子的量子限制的能量。当这些结构的尺寸接近或等于电子的德布罗意波长时,就会产生量化的能级。基于有效质量近似并假设一个理想的球形量子点,其中激子被限制在球形限制势中,Harry 和 Adekanmbi (2020) 给出了球形量子点的限制能:
目前,超过 30% 的电能经过电力电子设备,据推测未来十年这一比例可能会增长到 80%。宽带隙半导体市场在 2019 年已经接近 10 亿美元,预计到 2028 年将达到近 70 亿美元。尽管成本高昂,但由于尺寸更小、效率更高,SiC 在某些应用(如混合动力汽车和电动汽车)中开始取代现有的 Si 技术。我们回顾并报告了 IHS Markit 对宽带隙半导体技术的市场预测,并重点介绍了 Ga 2 O 3 晶片制造成本的技术经济分析结果。具体而言,我们关注使用当前的制造方法 Ga 2 O 3 比 SiC 更具经济优势的潜力,然后确定可以进一步降低 Ga 2 O 3 晶片批量成本的研究机会。
近年来,氮化镓 (GaN) 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 受到航天电子界越来越多的关注。尽管 GaN 的电子质量优于 Si,电子迁移率更高,热导率优于砷化镓 (GaAs),但后者的辐射硬度研究已有数十年 [1],并且普遍得到充分了解。航天电子设备面临的主要威胁之一是重离子轰击引起的单粒子效应 (SEE)。虽然大多数此类事件是由银河宇宙射线 (GCR) 造成的,但这些粒子的能量通常比实验室环境中产生的更高。作为一种折衷方案,人们使用低能离子来产生类似的效果。通过这些重离子测试,结合工程控制和统计模型,通常可以可靠地预测电子设备的辐射硬度。在过去的 15 年里,人们对 GaN 设备 [2-7] 的 SEE 和位移损伤剂量 (DDD) 进行了广泛的研究和测试。不幸的是,即使是这些低能量重离子也只有全球少数几家工厂生产。一种更常见的高能粒子是质子。在医疗行业中,约 200 MeV 的质子被大量用于治疗和诊断目的,与重离子相比,它相对容易获得 [8]。许多研究