人工晶体学报

作者：罗建仁, 王相虎, 樊天曜, 金嘉妮, 张如林

单位：上海电机学院材料学院,上海 201306

关键词：β-Ga2O3,4H-SiC衬底,脉冲激光沉积,生长温度,异质结太阳能电池,光电转换效率,

基金：国家自然科学基金(10804071,51671125);上海市自然科学基金(19ZR1420100);认知无线电与信息处理省部共建教育部重点实验室(桂林电子科技大学)开放课题(CRKL180205)

本文采用脉冲激光沉积(PLD)技术在p型4H-SiC衬底上,制备出沿(403)择优生长的β-Ga2O3薄膜。结果表明,衬底生长温度对β-Ga2O3薄膜的形貌、结构、组分,以及生长机理都有重要影响。当生长温度由300 ℃升高至500 ℃时,薄膜结晶质量随生长温度升高而提高,当温度进一步升高到600 ℃时,薄膜结晶质量变差,这是由于在相对低温(500 ℃以下)阶段,生长温度越高,沉积在衬底上原子的动能越大,越容易迁移,使得β-Ga2O3薄膜主要按照二维生长模式进行生长,薄膜结晶质量提高,表现为随着生长温度升高,粗糙度降低。但当温度上升到600 ℃时,由于4H-SiC衬底和β-Ga2O3薄膜之间的热膨胀系数存在差异,导致薄膜生长由主要以二维生长模式向三维岛状演变。基于p-4H-SiC/n-β-Ga2O3构筑的异质结太阳电池,其标准测试条件下光电转换效率达到3.43%。

来源：2021年第12期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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