Synergistic Graphene and PEDOT:PSS Layers on Silicon for Enhanced Efficiency and Stability in Schottky Junction Solar Cells
Hirosaki University（弘前大学）
该研究开发了PEDOT:PSS/Gr/n-Si三层肖特基结太阳能电池，利用石墨烯的保护作用与PEDOT:PSS的优化传输功能，使效率达8.52%，75天稳定性提升至90%，为高性能混合光伏提供了有效方案。
2026-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopy of electronic defect states in Cu(In, Ga)(S, Se)$_2$-based heterojunctions and Schottky diodes under damp-heat exposure
研究了与光伏能量转换相关的异质结构n-ZnO/i-ZnO/CdS/Cu（In，Ga）（S，Se）$_2$ /Mo在加速寿命试验中缺陷特性的变化。我们将异质结和肖特基器件在85 $^{\circ}$ C环境温度和85%相对湿度下暴露于延长的湿热中不同时间。为了了解设备的显著变化的起源，我们应用电流-电压和电容-电压测量，导纳谱和深能级瞬态谱。长时间湿热处理后，测试器件的填充因子和开路电压降低，导致能量转换效率降低。我们观察到的缺陷态的存在下，在附近的CdS/黄铜矿界面。它们的活化能由于湿热暴露而增加，表明Cu（In，Ga）（S，Se）$_2$表面处的能带弯曲减少。费米能级钉扎在缓冲层/黄铜矿界面，保持一个高的带弯曲生长的细胞，被解除由于湿热暴露。我们还观察到由于湿热处理的体缺陷光谱的变化。
2007-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Long-Term Stability of Graphene/c-Si Schottky-Junction Solar Cells
本研究制备液相剥离石墨烯基石墨烯/硅肖特基结太阳能电池，按ISOS-D协议考察其5年环境稳定性，发现银电极退化是主要失效机制，为提升该类电池寿命提供了依据。
2023-06-15 cond-mat.mtrl-sci
A back-to-back diode model applied to MoS2 van der Waals Schottky diodes
本研究提出双肖特基势垒模型，可通过室温两端电流-电压测量从带石墨烯接触的MoS₂晶体管中提取符合肖特基-莫特规则的势垒高度，还能原位调控势垒，验证了背靠背二极管模型对全范德华晶体管二极管特性的表征能力。
2024-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization dependent interface properties of ferroelectric Schottky barriers studied by soft X-ray absorption spectroscopy
采用软X射线吸收谱研究了铁电电容器中Ti的L边。内光电流和X射线吸收光谱与偏振态有关。结果解释的光电效应和铁电电容器中的内部电位的基础上，作为一个结果的背靠背肖特基势垒叠加的电位由于退极化场。一般来说，所提出的方法提供了一个机会，以调查在薄膜器件中的掩埋金属-绝缘体和金属-半导体界面的电子结构。通讯作者：h.h. fz-juelich.de
2008-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Scalable Synthesis of Large-Area WS2 Thin Films from Tungsten Precursors by Thermal CVD and Their Application in Schottky-Barrier Solar Cells
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Saint Louis University（圣路易斯大学）
本研究通过热化学气相沉积法可扩展制备大面积WS2薄膜，并用于制备肖特基势垒太阳能电池，实现了高结晶度和均匀性，功率转换效率达1.45%。
2025-11-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nanocarbon-Based photovoltaics
碳材料是光伏太阳能电池的优秀候选者：它们在地球上丰富，具有高的光吸收，以及优异的热和光稳定性。在这里，我们报告了具有仅由碳纳米材料制成的活性层的太阳能电池，其具有与共轭聚合物太阳能电池相同的优点-即溶液可加工，潜在的灵活性和化学可调-但具有显着增加的光稳定性和恢复光降解的可能性。使用从头计算密度泛函理论计算来预测II型能带排列和肖特基势垒形成的器件有源层组合物进行了优化。最好的器件是由PC 70 BM富勒烯，半导体单壁碳纳米管和还原氧化石墨烯。它实现了1.3%的功率转换效率-基于碳作为活性物质的太阳能电池的记录-并且显示出比聚合物基器件显著提高的寿命。我们计算的效率限制高达13%，在这项工作中制造的设备，与预测的聚合物太阳能电池。考虑到这种类型的装置的新颖性、优异的光稳定性以及大量具有尚未开发的光致发光潜力的碳材料的可用性，改进碳基太阳能电池具有很大的前景。我们的研究结果表明了一种新的策略，有效的碳基，溶液加工，薄膜，光稳定的太阳能电池。
2012-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Space-Charge Limited Schottky Diodes with Wide-Bandgap Thin-film Oxide Heterojunctions
本研究提出了一种利用室温原位生长Ta2O5和ZnO薄膜的肖特基二极管结构，实现了65V高压击穿与1X$10^8$高开关比，为无线电子和功率器件后端工艺提供了低成本高可靠性的集成方案。
2025-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Conduction mechanism and switchable photovoltaic effect in (111) oriented BiFe$_{0.95}$Mn$_{0.05}$O$_{3}$ thin film
用脉冲激光沉积法在（111）取向的SrTiO_3衬底上外延生长了200 nm BiFe $_{0.95}$ Mn $_{0.05}$ O $_{3}$（BFO）薄膜。BFO薄膜具有菱面体结构，剩余极化强度为Pr = 104 $μ$ C/cm $^{2}$ .通过比较不同的导电模型的I（V）特性，我们揭示了体限制Poole-Frenkel和肖特基界面机制的存在下，每一个占主导地位，在特定的温度范围内。在室温和10 mW激光照射下，BFO薄膜的短路电流密度（Jsc）和开路电压（Voc）分别为2.25mA/cm $^{2}$和-0.55V。这种PV效应可以通过施加高于矫顽场的正电压脉冲来切换。对于低温，观察到约-4.5V（-225kV/cm）的大Voc值，这表明PV响应的本体非中心对称起源。
2019-05-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Chemical Doping and Enhanced Solar Energy Conversion of Graphene/Silicon Junctions
研究了石墨烯薄膜的化学掺杂对石墨烯/硅肖特基结太阳能电池光伏性能的影响。亚硫酰氯改性大大增强了石墨烯薄膜的导电性，导致电池性能显著改善，转化效率提高3倍（高达3.9%），短期稳定性良好。
2010-12-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Controllable Schottky Barriers between MoS2 and Permalloy
MoS 2是一种具有强自旋-轨道耦合和长自旋寿命的二维层状材料，在电子学和自旋电子学领域具有广阔的应用前景。然而，由于MoS 2的禁带宽度大，电子亲合势小，在MoS 2与接触金属之间存在相当大的肖特基势垒，阻碍了对MoS 2自旋输运和自旋注入的进一步研究。虽然在改善器件性能方面取得了实质性进展，但金属-半导体肖特基势垒的存在尚未得到充分理解。在这里，我们调查坡莫合金（Py）接触多层和单层二硫化钼。多层MoS 2和Py电极之间形成欧姆接触，具有负肖特基势垒，在低温下产生超过55 cm 2 V-1 s-1的高场效应迁移率。此外，通过施加背栅电压并在金属和单层MoS 2之间插入不同厚度的Al 2 O3层，我们已经实现了肖特基势垒高度的良好可调性（低至零）。这些结果对提高MoS 2晶体管器件的性能具有重要意义，为实现MoS 2的自旋输运和自旋注入打下了基础。
2015-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fermi-Level Pinning and Barrier Height Control at epitaxially grown ferromagnet/ZnO/metal Schottky Interfaces for opto-spintronics applications
本文在Pt/CoPt电极上MBE外延ZnO并测得肖特基势垒高度590–690 meV，钉扎因子0.08、CNL为4.94 eV，证明界面遵循金属诱导带隙态模型，为自旋LED等光自旋电子学应用提供路径。
2023-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Accelerated development of CuSbS2 thin film photovoltaic device prototypes
替代薄膜光伏技术的发展是一个重要的研究课题，由于低成本，高效率的太阳能电池的大规模制造的潜力。尽管有大量有前途的替代吸收体和相应的接触，但进展速度受到太阳能电池制造过程中出现的复杂性的限制。一个潜在的解决方案，这个问题是高通量的组合方法，已被广泛用于研究和开发的个人吸收和接触材料。在这里，我们展示了一种加速的方法来开发的薄膜光伏器件原型的基础上的新型CuSbS 2吸收剂，使用的设备架构采用CuInxGa（1-x）Se 2（CIGS）。新开发的三阶段，自我调节的CuSbS 2生长过程，使光伏器件的性能趋势的研究作为相纯度，晶体取向，吸收层厚度的函数，和众多的背接触。这种探索导致初始CuSbS 2器件原型具有约1%的转换效率;目前受限于由于光激发电子的收集不良而导致的低短路电流，以及由于CuSbS 2/CdS界面处的悬崖型导带偏移而导致的小开路电压（由第一性原理计算建议）。总之，这些结果说明了组合方法的潜力，以加速薄膜光伏器件与新型吸收剂的发展。
2015-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Field-effect detected magnetic resonance of NV centers in diamond based on all-carbon Schottky contacts
本研究针对金刚石NV中心自旋态电学读取的集成性与性能优势，探究光照下石墨-金刚石-石墨全碳结构特性，揭示NV系综产生的电子-空穴对使IIa型金刚石呈p型、结构等效双肖特基二极管，分析反向电流随偏压和射频自旋共振的变化，证明光照引发的场效应可使光电信号超光信号。
2025-04-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
Monolayer MoS2 field effect transistor with low Schottky barrier height with ferromagnetic metal contacts
二维MoS 2由于其奇异的性质而成为纳米电子学和自旋电子学的有前途的材料。然而，金属半导体MoS 2界面处的高接触电阻仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们报告的场效应晶体管器件使用单层二硫化钼通道和坡莫合金（Py）作为铁磁（FM）金属接触的电子特性。采用化学气相沉积技术在SiO2/Si衬底上直接生长单层MoS 2沟道。电流随背栅电压的增加表明FET特性的可调谐性。Py/MoS 2接触的肖特基势垒高度（SBH）估计为+28.8 meV（零偏压），这是迄今为止报道的任何直接金属（磁性或非磁性）/单层MoS 2接触的最小值。随着栅极电压（+10V）的施加，SBH显示出急剧减小至-6.8meV的值。负的SBH揭示了Py/MoS 2接触的欧姆行为。具有FM接触的受控欧姆性质的低SBH是基于MoS 2的自旋电子学的主要要求，因此在本研究中使用直接生长的MoS 2沟道可以为大规模应用的高性能器件铺平道路。
2019-09-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Intertwined bulk photocarrier and interfacial barrier dynamics in van der Waals point-contact Schottky junctions
UNISOKU Co., Ltd.（UNISOKU有限公司）；Faculty of Pure and Applied Sciences, University of Tsukuba（筑波大学理学院）；Department of Fundamental Biosciences (Physics), Shiga University of Medical Science（滋贺医科大学基础生命科学系（物理））；Institute for Molecular Science (IMS), National Institutes of Natural Sciences（国立自然科学研究所分子科学研究所）
通过时间分辨原子力显微镜揭示了TMDC肖特基结中载流子与势垒的协同动态，为高性能光电设备设计提供了新方法。
2026-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Over 3 kV and Ultra-Low leakage Vertical (011) \b{eta}-Ga2O3 Power Diodes with Engineered Schottky Contact and High-permittivity Dielectric Field Plate
Iowa State University（爱荷华州立大学）
本研究通过复合Pt基肖特基接触调控、ZrO₂高κ介质场板边缘电场管理，结合(011)β-Ga₂O₃材料优势，实现了3.7kV击穿电压、超低漏电流且开启电压较低的垂直功率二极管，为千伏级β-Ga₂O₃功率器件开发提供新策略。
2025-10-29 cond-mat.mtrl-sci cs.SY eess.SY
Carrier transport and performance limit of semi-transparent photovoltaics: CuIn$_{1-x}$Ga$_x$Se$_2$ as a case study
用于建筑集成应用的半透明光伏器件具有同时提供发电和自然光穿透的潜力。CuIn $_{1-x}$ Ga $_x$ Se $_2$（CIGS）已被确立为用于薄膜光致变色的成熟技术，然而，其用于半透明光致变色（STPV）的潜力尚待开发。在本文中，我们提出了其载流子输运物理解释的趋势，在最近发表的实验。STPV只需要沉积几百纳米的薄膜就可以使其透明，与传统的薄膜太阳能电池相比，它具有几种独特的性能。我们的分析表明，短路电流，JSC是占主导地位的耗尽区产生的载流子，使其几乎独立的体和背表面复合。体复合，这限制了开路电压Voc，似乎是高于通常归因于众多的晶界。当吸收层减小到500 nm以下时，晶粒尺寸减小，导致更多的晶界和更高的电阻。这就产生了串联电阻和吸收体厚度之间的反比关系。我们还提出了一个厚度依赖模型的分流电阻显示其在这些超薄设备的影响。对于各种情况下的散装和接口重组，分流和串联电阻，AVT和组成的CuIn $_{1-x}$镓$_x$硒$_2$，我们项目的效率限制-对于大多数实际情况下-被发现是$\leq$ 10%的AVT $\geq$ 25%。
2021-10-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Domain wall conductivity in semiconducting hexagonal ferroelectric TbMnO$_3$ thin films
虽然在BiFeO $_3$薄膜、Pb（Zr，Ti）O $_3$薄膜和六方晶系稀土锰氧化物单晶中发现了铁电畴界的增强导电性，但畴壁导电性的机理仍有争议。使用导电原子力显微镜，我们观察到增强的电导在半导体六方晶系铁电TbMnO $_3$薄膜的结构和极化方向强烈约束沿c轴的电中性畴壁。这一结果表明，在铁电稀土锰氧化物的畴壁电导率不限于带电畴壁。我们发现，所观察到的TbMnO $_3$膜的导电性是由一个单一的导电机制，即，背靠背肖特基二极管模型调整的隔离缺陷。
2015-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Large photoresponse of Cu:TCNQ nanowire arrays formed as aligned nanobridges
我们首次报告了一个大的光响应在一个阵列的电荷转移复合物Cu：TCNQ纳米线（平均直径30 nm）制造的纳米桥设备。该器件对405 nm光激发的光响应最高，与其吸收峰相匹配。在2 × 106 W/m2的照明功率密度下，零偏压下的电流增益可以达到~104。零偏压响应度为~0.3 mA/W，其在施加偏压时增加，对于2.0 V的偏压达到1.0 A/W或更高。通过两个背靠背肖特基二极管模型分析了暗和照明I-V数据，该模型显示了器件中的主要光电流来自纳米线的光电导响应。
2012-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Zero-Dipole Schottky Contact: Homologous Metal Contact to 2D Semiconductor
本研究提出零偶极肖特基接触，利用同源金属MoSi$_2$N$_4$(MoN)$_n$与二维半导体MoSi$_2$N$_4$接触，通过对称电荷回推消除界面偶极子，实现SM规则在强相互作用下的体现，并据此设计压力传感模型。
2024-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of a Large Photo-response in a Single Nanowire (Diameter ~30 nm) of Charge Transfer Complex Cu:TCNQ
我们报告的第一次大的光响应在一个单一的NW的电荷转移络合物Cu：TCNQ。我们制作了一个金属-半导体-金属器件与单一的NW和聚焦离子束沉积铂。我们观察到大的光电流，即使在零偏压。光响应的光谱依赖性遵循在~ 405 nm处的主要吸收，其主要负责光生载流子。我们用串联电阻连接的两个背靠背肖特基二极管模型定量分析了光电流与偏压的关系。观察表明，该器件的大的光响应主要是由于在接触区的势垒的减少，由于照明以及光电导的贡献。还存在偏压驱动的纳米线电阻的减小，这是该材料的独特特征。
2012-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Fully atomic layer deposited transparent carrier selective contacts for bifacial Cd-free Cu2ZnSnSe4 thin-film solar cells
本文用全ALD沉积的ZnO/AZO和V2Ox透明接触替代有毒CdS，并引入PEI偶极层，制备出效率达3.5%的双面无镉Cu2ZnSnSe4薄膜太阳能电池。
2025-07-21 cond-mat.mtrl-sci
In-situ grown single crystal aluminum as a non-alloyed ohmic contact to n-ZnSe by molecular beam epitaxy (MBE)
利用分子束外延（MBE）技术在ZnSe（100）外延生长的单晶Al膜上制备了n-ZnSe的新型欧姆接触。电子背散射衍射（EBSD）证实了铝膜的单晶结构。将（110）取向的Al层相对于衬底旋转45 $^\circ$以匹配ZnSe（100）晶格常数。生长的Al-ZnSe接触具有接近理想的欧姆特性在一个大的掺杂范围内的n-ZnSe，而无需任何额外的处理。对于甚至轻掺杂的ZnSe，接触电阻在10 $Ω$ $^{2}$的范围内（$\sim$ 10 $^{17}$ cm $^{-3}$）。轻掺杂ZnSe样品的漏肖特基行为表明，Al-ZnSe形成了低势垒高度的肖特基极限接触。与文献报道的接触相比，原位生长的Al可以作为与n-ZnSe的简单金属接触而不受载流子浓度的影响，并且具有较低的电阻。这种新型的金属化方法可以大大简化ZnSe基器件的制作复杂度，降低成本
2020-05-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A quasi-ohmic back contact achieved by inserting single-crystal graphene in flexible Kesterite solar cells
针对柔性CZTSSe太阳能电池中Mo箔基底导致的背接触问题，提出在Mo箔/CZTSSe界面插入单晶石墨烯，通过钝化表面、消除有害反应并形成准欧姆接触，显著提升了器件的电荷收集效率与性能。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-effect transistors and intrinsic mobility in ultra-thin MoSe2 layers
我们报告的制造背栅场效应晶体管（FET）使用超薄，机械剥离的MoSe 2薄片。MoSe 2 FET为n型，具有高栅极调制，开/关比大于106。交换源极和漏极后，该设备显示出不对称的特性，这一发现解释了在金属接触/MoSe 2界面处存在肖特基势垒。使用四点，背栅器件，我们测量的本征电导率和迁移率的MoSe 2作为栅极偏置的函数，和温度。室温迁移率约为50 cm 2/V.s的样品显示出强烈的温度依赖性，表明声子是主要的散射机制。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Numerical exploration on unveiling the photovoltaic potential of MgXS3(X = Ti, Zr, Hf) chalcogenide perovskites
University of Rajshahi（拉杰沙希大学）；First Capital University of Bangladesh（孟加拉第一首都大学）
研究无铅硫族钙钛矿MgXS3（X = Ti、Zr、Hf）在太阳能电池中的光伏潜力，通过3D有限元模拟分析其器件性能，研究多种因素影响，给出优化条件下不同成分器件的性能数据，证实其为有前景的无铅吸收材料并提供设计指导。
2026-07-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optically Tunable Threshold Switching and Thermally Activated Transport in Planar Ag/MAPbI$_3$ Thin Single-Crystal Devices
University of Salerno（萨莱诺大学）；University of Cagliari（卡利亚里大学）；University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
该研究制备了Ag/MAPbI₃平面单晶器件，发现其具有超低暗电流，光照下出现阈值开关和极性滞回，揭示了Ag/钙钛矿界面耦合离子过程的输运机制。
2026-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Morphological and electrical properties of Nickel based Ohmic contacts formed by laser annealing process on n-type 4H-SiC
本文研究了激光退火形成的SiC功率二极管镍基背面欧姆接触的形貌和电学性能。在重掺杂110 μ m4H-SiC基片机械研磨后的背面溅射了100 nm厚的Ni薄膜。然后，为了实现欧姆行为，用波长为310 nm、能量密度为4.7 J/cm 2和脉冲持续时间为160 ns的UV受激准分子激光照射金属膜。通过不同的技术手段分析样品的形态和结构特性。纳米尺度的导电原子力显微镜（C-AFM）的电分析允许相关的退火金属膜的形态与它们的局部电性能。研究了激光退火制备的接触的欧姆行为，并与标准快速热退火（RTA）工艺进行了比较。最后，将其集成到650V SiC肖特基二极管的制作中。
2019-06-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Low-frequency Noise in Individual Carbon Nanotube Field-Effect Transistors with Top, Side and Back Gate Configurations: Effect of Gamma Irradiation
我们报告的影响，低伽马辐照（10^4 Gy）的噪声特性的个别碳纳米管（CNT）场效应晶体管（FET）具有不同的栅极配置和两个不同的介电层，SiO2和Al 2 O3。在处理之前，观察到强的产生-复合（GR）噪声分量。这些数据被用来确定几个电荷陷阱相关的FET的介电层，通过确定它们的激活能。调查的样品与一个单一的二氧化硅介电层，以及与两个介电层，使我们能够单独的陷阱的两个介电层。我们发现，由于沿CNT沟道的不同电位分布，在侧栅操作中观察到的每个电荷陷阱水平在顶栅操作中分裂成两个水平。伽马辐照后，只有减少闪烁噪声登记在噪声谱，这表明电荷陷阱的数量减少。在室温下估计大于2x10^4 cm 2 V-1 s-1的迁移率在辐射处理后仅略微降低，表明CNT的高辐射硬度。最后，我们研究了金属-纳米管界面处的肖特基势垒对FET输运特性的影响，分析了闪烁噪声分量的行为。
2013-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
