2022 Advanced Science (IF 17.521)：异质结光电二极体如何实现接近100%宽带量子效率？
因精准才能顶尖！
考虑到生产低功耗光电器件和产品的持续趋势，自偏置半导体光电探测器在没有外加电压偏置即可将入射光子转换为电信号，一直是一个备受关注的研究主题。在此框架内，低加工成本和易于集成的特点激发了各种具有高性能自偏置硅异质结的发展。黑硅( b – Si)的出现又导致创新光电二极管和太阳能电池的发展。然而，目前报导的自偏压异质结光电二极管由于光和电损耗，其外部量子效率（EQE）通常显著低于100%。作者们于Advanced Science (IF 17.521) 发表了其研究。此处，研究者们提出一种方法，通过在异质结光电二极管中的低纵横比纳米结构和漂移主导的光载流子传输，克服了100%的EQE挑战。在纳米晶体氧化铟锡/黑硅（nc-ITO/b-Si）肖特基光电二极管中实现了宽带接近理想的EQE。b-Si包括平衡抗反射效应和表面形态的纳米石笋。内置的电场被探索出来，以匹配光生成曲线，在光产生的宽带上实现增强的光载流子传输。
文章透过光焱科技QE-R量子效率测量系统量测EQE与其他仪器协助量测。这些器件在已报导的前沿异质结光电二极管中，表现出前所未有的EQE：
- 波长为570-925 nm的平均EQE超过了≈98%，而从500到960纳米的总体EQE大于≈95%。
- 此外，仅基本制造技术被探索来实现这些出色的器件特性。还展示了一种由微弱光驱动的极其灵敏的心率监测器，显示出纳米石笋b – Si异质结光电二极管在高性能和低功耗应用方面的巨大潜力。
预计这项研究的结果将为实现低成本的理想的b-Si集成光电应用铺平道路。
光焱科技量子效率测量系统除了用于太阳能电池的 EQE（External Quantum Efficiency）光谱分析，同时对于太阳能电池在太阳光仿真器下的短路电流，也提供了 Jsc（short-circuit current density）的比对，以证明实验的准确性。
器件结构。 a) 3D 设备结构。 d) 设备的二维图示。 e) 器件的能带图。
光学性质和量子效率。 d) 具有不同ITO厚度的纳米石笋b-Si光电二极管的EQE。 e) 计算的纳米石笋 b-Si 光电二极管的 IQE。 f) 纳米石笋 b-Si 光电二极管的计算光谱响应度，与光电二极管的理想响应度进行比较。
与一些报导的最先进的普通光电二极管和矽异质结光电二极管相比，具有不同 ITO 厚度的纳米石笋 b-Si 光电二极管的外部量子效率 (EQE)。
推荐仪器：QE-R 量子效率测量系统
本文关键词: 光电探测器、photodetector、光电二极体、photodiodes、外部量子效率、external quantum efficiency、量子效率、Quantum Efficiency
