高灵敏度Cu2CdSnSe4光探测器的数值评估和优化
Md Choyon Islam1, Bipanko Kumar Mondal2, Md Alamin Hossain Pappu1
1Solar Energy Laboratory, Department of Electrical and Electronic Engineering, University of Rajshahi, Rajshahi, 6205, Bangladesh.
Heliyon
|September 16, 2024
概括
这项研究优化了使用SCAPS-1D模拟的铜锡化物 (Cu2CdSnSe4) 光探测器. 添加二硫化背面场层显著提高了设备的性能,提高了响应和检测能力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体物理 半导体物理
- 光电学是指光电子产品.
背景情况:
- 光探测器 (PD) 是重要的光电子设备.
- 铜锡化物 (Cu2CdSnSe4) 是PD应用的一个有前途的材料.
- 优化PD性能对于高级应用程序至关重要.
研究的目的:
- 为了探索基于Cu2CdSnSe4的光探测器的性能.
- 为了研究后面表面场 (BSF) 层对PD性能的影响.
- 为了优化物理属性,以增强光探测器特性.
主要方法:
- 使用太阳能电池电容模拟器 (SCAPS-1D) 进行设备模拟.
- 使用硫化 (CdS) 作为窗户层和二硫化 (MoS2) 作为BSF层.
- 调整了物理参数,包括宽度,载体密度和散装缺陷.
主要成果:
- 没有BSF的优化Cu2CdSnSe4 PD实现了0.76 V的V_OC,45.57 mA/cm2的J_SC,0.72 A/W的响应能力和5.05 × 10^14的Jones.
- 插入MoS2 BSF层提高了V_OC到0.84V.
- BSF层显著提高了对0.84 A/W的响应能力和对2.32 × 10^15 Jones. 的检测能力.
结论:
- 在MoS2 BSF层大大提高了Cu2CdSnSe4光探测器的性能.
- 由于BSF层的增强内置潜力是提高性能的关键.
- 基于Cu2CdSnSe4的光探测器显示了光电子应用的重大未来潜力.


