氧化釩光伏特性及其應用研究.pdf

1、氧化釩因具有受熱輻射后電阻變化的特性，是微測輻射熱計用的熱敏電阻的理想材料。此外，基于氧化釩光學帶隙橫跨可見與紅外雙波段（0.5 eV~2.24 eV）的理論，提出氧化釩薄膜可以作為光伏探測器光吸收層的想法。
　　通過對半導體光學常數(shù)提取方法的總結(jié)，確定了氧化釩光學帶隙的測定方案。利用橢偏儀測量擬合氧化釩光學帶隙：Ⅰ,氧化釩層選用Relaxed-Lorentz模型進行擬合，結(jié)合Tauc外推法得到氧化釩光學帶隙為0.1 eV；Ⅱ，氧

2、化釩層選用Tauc-Lorentz模型進行擬合，得到兩個光學帶隙：一個是可見波段，1.9488 ev，解釋了氧化釩薄膜在可見波段有吸收這一現(xiàn)象；一個是紅外波段，0.1 ev，與Relaxed-Lorentz模型結(jié)合Tauc理論得到的光學帶隙相符。該結(jié)論為氧化釩薄膜應用于光伏器件提供了有力的實驗依據(jù)。
　　為得到反常氧化釩薄膜，研究了退火溫度和退火時間對薄膜方阻值的影響實驗結(jié)果表明:Ⅰ，隨著退火溫度的升高，氧化釩薄膜的方阻值呈現(xiàn)下降

3、趨勢。這是由于退火溫度的升高促進了薄膜中晶粒間界處的缺陷消亡的程度，使得晶粒更加致密，從而導致薄膜方阻值下降。Ⅱ,隨著退火時間的升高，氧化釩薄膜的方阻值呈現(xiàn)升高趨勢。這是由于氧化釩薄膜隨退火時間的增長，氧化程度增強。釩氧化物隨著釩價態(tài)的升高，方阻值呈上升趨勢。
　　采用反應磁控濺射方法在K9玻璃襯底上制備氧化釩薄膜并對其進行特定條件的退火處理。室溫時，通過KEYTHLEY4200半導體特征測試系統(tǒng)，選用二端測試模型測得，300℃退

4、火180s的氧化釩薄膜在可見光照情況下呈現(xiàn)反常光伏效應。利用X射線光電子能譜（XPS）對薄膜進行分析，結(jié)果表明，光伏效應氧化釩薄膜表層形成了一層以V5+為主，同時含有V4+的混合相氧化釩薄膜（VOX）活性層，該層體現(xiàn)出光伏效應。通過紫外可見分光光度計UV1700測得該薄膜在可見光波段380 nm~1100 nm有明顯的光吸收，并利用“Dember”理論和場制表面電壓理論對其光生電壓的機制給出分析。
　　基于氧化釩在可見和紅外雙波段