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光电子薄膜分为:导电薄膜(金属导电膜、透明导电ITO薄膜);光电导薄膜(CdS与CdSe薄膜、α-Si:H薄膜);电致发光薄膜(ZnS:Mn薄膜、有机电致发光薄膜);电致变色薄膜(WO3薄膜);液晶薄膜.

今天我们针对光电导薄膜做下介绍:

光电导薄膜是指某些薄膜在外界光照下,其载流子浓度发生变化,形成光生载流子从而改变了薄膜的电导率,或产生光生伏特效应的薄膜器件.该薄膜器件在光电检测、图像传感以及太阳能利用等方面都有重要的应用.

薄膜的光吸收∶

当一定波长的光照射半导体材料时,电子吸收光子的能量从价带跃迁到导带.

材料对光的吸收有多种机理∶

本征吸收、杂质吸收--产生光电导;

激子吸收、自由载流子吸收、晶格吸收--不产生光电导,伴有热效应.

光电导薄膜的特性∶

1、吸收系数α∶光在媒质中传播1/α距离时能量减弱到原来能量的1/e,即dI/dx= -αI;

2、光电导效应∶半导体或绝缘体在光照下其内部载流子浓度增加而导致电导率提高的现象;

3、增益∶每吸收一个光子在电极间经过的载流子数目,G=I/eF,I/e为每秒钟流过的光电子数,F为每秒钟被吸收的产生载流子的光子数;

4、光灵敏度∶由每秒吸收一个光子而使流过电极所增加的载流子数.

CdS/CdSe光电导薄膜:

硫化镉和硒化镉属于Ⅱ-Ⅳ族半导体,具有可见光的光谐响应.硫化镉的峰值光谐响应在0.5μm,硒化镉的响应峰值在0.7μm.

制备:真空热蒸发技术,200℃-300℃,掺染(Cl、Cu)后光谱响应峰值移到560nm和770nm.

响应时间:掺杂的CdS/CdSe光导膜相应时间可达到6-8ms(上升时间),而未掺杂时的相应时间可达100ms.

α -Si:H光电导薄膜∶

制备∶辉光放电等离子体化学汽相沉积制备非晶硅薄膜.

200—400℃,高纯的硅烷气体与氢气通入反应生成.

性质∶ 500nm-600nm以下的波长全部吸收,620nm以后的光逐步透过;用途∶太阳能电池、薄膜晶体管(TFT)、静电复印、存储器件和显示器件.