硅纳米线原位表面钝化显著降低表面复合
介观与纳米尺度物理
2011-05-26 v1 材料科学
摘要
纳米线具有独特的光学性质[1-4]，被认为是太阳能电池等能量收集应用的重要构建单元[2, 5-8]。然而，由于其巨大的表面积-体积比，通过表面态的载流子复合使纳米线中的载流子扩散长度降低数个数量级[9]，常常导致基于纳米线的太阳能电池效率低下（百分之几或更低）[7, 8, 10, 11]。通过表面钝化降低复合对于实现高性能纳米光电器件至关重要，但相关研究仍基本处于未探索状态[7, 12-14]。本文中，我们展示在气-液-固（VLS）过程中原位形成的、包覆在单晶硅纳米线（sc-SiNW）上的非晶硅（a-Si）薄层（形成核-壳结构），将表面复合降低了近两个数量级。在调制光照射下，我们测量到单个核-壳纳米线的光敏度相比无壳层的普通纳米线提高了90倍以上。对纳米线光吸收的模拟表明，非晶硅壳层的强吸收对此效应有贡献，但我们得出结论，该效应主要归因于表面钝化所增强的载流子寿命。
引用
@article{arxiv.1105.5017,
title = {Dramatic reduction of surface recombination by in-situ surface passivation of silicon nanowires},
author = {Yaping Dan and Kwanyong Seo and Kuniharu Takei and Jhim H. Meza and Ali Javey and Kenneth B. Crozier},
journal= {arXiv preprint arXiv:1105.5017},
year = {2011}
}