InGaN材料特性

InGaN材 料 特 性 InGaN 为 第 三 代 半 导 体 材 料 ， 目 前 是 人 们 研 究 的 热 点 ， 它 主 要 应 用 于光 电 器 件 和 高 温 、 高 频 、 大 功 率 器 件［ 1］ 。 InN的 禁 带 宽 度 为 0.7eV［ 2］ ， 这就 意 味 着 通 过 调 节 InxGa1-xN三 元 合 金 的 In组 分 ， 可 使 其 禁 带 宽 度 从0.7eV(InN)到 3.4eV(GaN)连 续 可 调［ 3］ ， 其 对 应 的 吸 收 光 谱 的 波 长 从 紫 外部 分 (365nm)可 以 一 直 延 伸 到 近 红 外 部 分 (1770nm)， 几 乎 完 整 地 覆 盖 了 整个 太 阳 光 谱 ， 因 此 InGaN在 太 阳 电 池 中 的 应 用 引 起 了 人 们 密 切 的 关 注 。 除了 波 长 范 围 与 太 阳 光 谱 匹 配 良 好 外 ， InGaN和 常 规 的 Si、 GaAs等 太 阳 电 池材 料 相 比 ， 还 有 许 多 优 点 ： 第 一 ， 它 是 直 接 带 隙 材 料 ， 其 吸 收 系 数比 Si、GaAs高 一 、 两个 数量级， 这 就 意 味 着 InGaN太 阳 电 池 可 以 做的 更薄、 更轻，从 而节 约成本， 特 别是 应 用 于 航天的 太 阳 电 池 ， 减轻重量非常 重要 ；第 二，InN和 GaN 的 电 子迁移率 都较高 ， 有 利于 减小复合 ， 而提高 太 阳 电 池 的 短路电 流；第 三 ， InGaN的 抗辐射能力比 Si、 GaAs等 太 阳 电 池 材 料 强， 更适合 应 用 于 强辐射环境［ 4］ 。 实验证明， GaAs/Ge太 阳 电 池 在 2×1012MeV/g的质子轰击后， 其 最大 功 率 降低了 90%， 而InGaN在 高 能粒子轰击后， 光 学、电 学特 性 的 退化不明显［ 5］ 。 第 四， InxGa1-xN特 别适合 制作多 结串联太 阳电 池 。 由于 调 节 In组 分 可 连 续 改变InxGa1-xN的 带 隙 宽 度 ， 因 此 在 同一 生长设备中 ， 通 过 改变In组 分 就 可 生长 成多 结InxGa1-xN太 阳 电 池 结构， 比 目 前用 几 种不同的 半 导 体 材 料 制备多 结太 阳 电 池 方便了 许 多［ 4］ 。 并且由于 In组 分 连 续 可 调 ， 能够达到 设计的 理想禁 带 宽 度 组 合 ， 而易获得更高 的 转...