وأيد هذا العمل ماليا من قبل وزارة العلوم والتكنولوجيا والمجلس الوطني للعلوم في جمهورية الصين (غ العقد. NSC 101-2221-E-027-042 وNSC 101-2622-E-027-003-CC2). DH وي بفضل الجامعة الوطنية تايبيه للتكنولوجيا (تايبه TECH) لجائزة الدكتور شيختمان جائزة.

1. إعداد الركيزة والتنظيف <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع 10 مم × 10 مم ركائز السيليكون من سي (100) رقاقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع 10 مم × 10 مم ركائز الزجاج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام نظافة بالموجات فوق الصوتية لتنظيف السيليكون والزجاج ركائز مع الأسيتون لمدة 10 دقيقة، والكحول لمدة 10 دقيقة، ثم الأيزوبروبانول لمدة 15 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شطف ركائز مع منزوع الأيونات (DI) الماء ثلاث مرات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مجففا ركائز بمسدس النيتروجين. </li></ol> 2. إعداد DEZn والمحافظة ملاحظة: Diethylzinc (C 2 H 5) 2 الزنك، وتسمى أيضا DEZn، هو مركب organozinc إشتعال عالية وتتألف من مركز الزنك بد أن مجموعتين الإيثيل. لا تعمل وحدها عند استخدام DEZn. DEZn هي سامة جدا وحساسة لالأكسجين والماء، وتأكد من عدم وضع DEZn بالقرب من المياه. دائما ارتداء الأقنعة الواقية وحماية العين؛ يجب أن يتم تنفيذ كافة الإجراءات في غطاء محرك السيارة. الأهم من ذلك، يجب أن DEZn غير المستخدمة بالبريد تخزينها في بيئة C 5 س. ملاحظة: للحصول على أول استخدام للDEZn، اتبع الخطوة 2. إذا لم يكن كذلك، تبدأ التجربة من الخطوة 3. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام حقنة لاستخلاص 30 مل DEZn من الزجاجة ثم يحقن في كوب توضع في اسطوانة الصلب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام أنابيب الحديد المجلفن لتوصيل اسطوانة الصلب مع دائرة رد الفعل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام مضخة ميكانيكية وصمام الكرة إلى ضخ أسفل الاسطوانة الصلب في بيئة الفراغ (6 عربة). ملاحظة: سوف DEZn تتفاعل بشدة مع الأكسجين، وأنه يجب الحفاظ على البيئة في فراغ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخزين DEZn غير المستخدمة في بيئة C 5 س. </li></ol> 3. إعداد PECVD غرفة وتوليف أكسيد الزنك رقيقة أفلام ملاحظة: ويظهر الرسم التخطيطي البلازما تعزيز ترسيب الأبخرة الكيميائية في الشكل 1. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين المسافة العمل بين القطب دش ومرحلة العينة في 30 مم. </li> &lt;لى&gt; ضع ركائز على المسرح عينة من دائرة رد الفعل في المكان الصحيح حيث هناك مسافة 3 سم من مدخل DEZn. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح المضخة الدوارة وفتح تدريجيا بوابة الصمامات وصمام فراشة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الانتظار حتى الضغط الخلفية من غرفة المفاعل هو أقل من 30 mTorr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إغلاق صمامات البوابة وصمام فراشة، الذي يربط المضخة الدوارة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ثم فتح المضخة التوربينية والصمامات بوابة النسبية للوصول إلى الفراغ عال من 3 × 10 -6 عربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد الوصول إلى حالة فراغ اللازمة، فتح وحدة تحكم للحرارة والحرارة المرحلة العينة إلى درجة حرارة التوليف (200، 300، 400، 500، و 600 درجة مئوية لمدة المعلمات تجربة مختلفة). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عندما تكون درجة الحرارة والضغط تصل إلى الشرط الضروري، وإغلاق المضخة التوربينية ثم قم بفتح صمامات البوابة وفراشة صمام الذي يربط المضخة الدوارة في وقت واحد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد ذلك، فتح الصمامات مدخل الغاز وبدوره على الأرجون زكما تحكم تدفق في وقت واحد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدفق غاز الأرجون (0.167 مل / ثانية) في الغرفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط ضغط الغرفة إلى 500 mTorr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على شبكة RF (13.56 ميغاهيرتز) مولد والمطابقة، ثم تعيين سلطة RF في 100 W لتطهير العينات السطحية لمدة 15 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد الانتهاء من تطهير العينات، وتحويل الطاقة RF صولا الى 70 W. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المقبل، بدوره على صمام تحكم الغاز ثاني أكسيد الكربون ومدخل الغاز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدفق ثاني أكسيد الكربون (0.5 مل / ثانية) في الغرفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط ضغط العمل في 6 عربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد أن يصل ضغط الغرفة 6 عربة، وتدفق الأرجون عالية نقية كما الناقل للغاز (0.167 مل / ثانية) لتنفيذ diethylzinc (DEZn) في غرفة وصمام الكرة مفتوحة متصلة DEZn في وقت واحد. في نفس الوقت، بدء تركيب الأفلام أكسيد الزنك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مواصلة تجميع البلازما من الأفلام أكسيد الزنك لمدة 5 دقائق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد أن تم توليفها الأفلام أكسيد الزنك، seriatim إيقاف المولد RF، صمام الكرة، يخدع الحرارةترولر وجميع وحدات تحكم تدفق الغاز جنبا إلى جنب مع صمامات مدخل الغاز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إخراج عينة عندما يبرد درجة حرارة المرحلة العينة وصولا الى RT. ملاحظة: معدل التبريد حوالي 1.8 درجة مئوية / دقيقة. </li></ol> 4. إعداد خطة Interdigitated الشبيهة على وتوليفها، أكسيد الزنك رقيقة ملاحظة: وصفت والتخطيطي لعملية الطباعة الحجرية في الشكل (3). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام لوحة الساخنة لخبز العينة أكسيد الزنك كما توليفها، في 150 درجة مئوية لمدة 10 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع العينة على المغطي تدور، ومن ثم الاستغناء عن حل السائل من مقاومة للضوء (S1813) مع 100 ميكرولتر على عينة أكسيد الزنك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تشغيل المغطي تدور في 800 دورة في الدقيقة لمدة 10 ثانية ثم الإسراع إلى 3000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية لإنتاج طبقة رقيقة بشكل موحد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خبز لينة العينة أكسيد الزنك المغلفة مقاومة للضوء عند 105 درجة مئوية لمدة 90 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد الخبز لينة، واستخدام الأشعة فوق البنفسجية للكشف عن عينة ترو المغلفة مقاومة للضوء<html> GH الضوئية الرئيسية التي قناع اليجنر. الساعة التعرض 2 ثانية وقوة 400 W. ملاحظة: تم تصميم نمط الضوئية الرئيسية كما interdigitated مثل، الذي هو 0.03 ملم واسعة و4 مم طويلة (14 أزواج) ويحتوي على التباعد بين القطب من 0.15 ملم كما هو مبين في الشكل 2 ومن الجدير بالذكر أن حساسية والكلية المنطقة 84.32 مم 2 للكشف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد العملية التعرض، واستخدام الملقط لمقطع العينة، ومن ثم تزج في مطور المخفف (مزيج 50 مل من المطور و 150 مل من الماء منزوع الأيونات) من خلال تصرفات يتأرجح من جانب إلى آخر لمدة 35 ق للحصول على عينة المتقدمة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شطف العينة وضعها مع الماء DI والجافة مع غاز النيتروجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام المجهر الضوئي للتحقق من نمط سليمة. إذا لم يكن كذلك، استخدام الأسيتون لإزالة مقاومة للضوء وكرر الخطوات من 4،2-4،7 حتى يتم الحصول على نمط مثالي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خبز الصعب العينة على 120 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة. </li></ol>الحمار = &quot;jove_title&quot;&gt; 5. ترسب حزب العمال الأعلى الكهربائي والكيميائية انطلاقه <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام RF نظام المغنطرون الاخرق لإيداع طبقة رقيقة موصلة حزب العمال (100 نانومتر) في الجزء العلوي من العينة وضعت قبل الشروع في إجراءات رفع قبالة الكيميائية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين المسافة بين الهدف والركيزة في 13 ملم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام مضخة ميكانيكية للوصول إلى الفراغ الخام من 5 mTorr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ثم، استخدم المضخة التوربينية للحصول على فراغ عالية من 7 × 10 -7 عربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انتظر حتى تصل إلى غرفة فراغ عالية، إغلاق المضخة التوربينية وفتح مضخة ميكانيكية في وقت لاحق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدفق غاز الأرجون عند 0.3 مل / ثانية في غرفة قبل وحدة تحكم تدفق ماس حتى ضغط الغرفة وصول إلى ضغط العمل من 100 mTorr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على التيار المباشر (DC) تفريغ إمدادات الطاقة وتعيين قوة DC 15 W عن طريق الرش على حزب العمال رقيقة الكهربائي على العينة لمدة 25 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد أن تم إيداع طبقة القطب حزب العمال التي كتبها المغناطيسية sputtتعافي طريقة، واخراج عينة من الغرفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج العينة في السائل الأسيتون لعملية رفع قبالة الكيميائية نظافة بالموجات فوق الصوتية لإزالة مقاومة للضوء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط الوقت التنظيف في 1 دقيقة لإزالة بدقة مقاومة للضوء، ومن ثم الحصول على مثل interdigitated-حزب العمال الكهربائي على الفيلم أكسيد الزنك رقيقة. </li></ol> 6. RTA عملية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع كما التجهيز عينة حزب العمال / أكسيد الزنك في النظام RTA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام مضخة ميكانيكية وصمام بوابة لضخ أسفل ضغط الغرفة RTA إلى 20 mTorr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الانتظار حتى يصل الضغط غرفة 20 mTorr، وتدفق غاز الأرجون عند 0.3 مل / ثانية في غرفة وضبط ضغط العمل من 5 عربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد ذلك، تعيين معدل التسخين إلى 100 ​​درجة مئوية / دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ثم، يصلب العينة على 450 درجة مئوية لمدة 10 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة صلب، والانتظار حتى يبرد العينة إلى RT، ثم تأخذ من العينة. </li></ol>

<ol>
	<li>Choppali, U., Kougianos, E., Mohanty, S. P., Gorman, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+annealing+on+polymeric+derived+ZnO+thin+films+on+sapphire.">Influence of annealing on polymeric derived ZnO thin films on sapphire.</a> Thin Solid Films. 545, 466-470 (2013).</li><li>Bedia, F. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+tin+doping+on+optical+properties+of+nanostructured+ZnO+thin+films+grown+by+spray+pyrolysis+technique.">Effect of tin doping on optical properties of nanostructured ZnO thin films grown by spray pyrolysis technique.</a> J. Alloy. Compd. 616, 312-318 (2014).</li><li>Liu, W. S., Wu, S. Y., Hung, C. Y., Tseng, C. H., Chang, Y. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+the+optoelectronic+properties+of+gallium+ZnO+transparent+conductive+thin+films+through+titanium+doping.">Improving the optoelectronic properties of gallium ZnO transparent conductive thin films through titanium doping.</a> J. Alloy. Compd. 616, 268-274 (2014).</li><li>Baik, K. H., Kim, H., Kim, J., Jung, S., Jang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonpolar+light+emitting+diode+with+sharp+near-ultraviolet+emissions+using+hydrothermally+grown+ZnO+on+p-GaN.">Nonpolar light emitting diode with sharp near-ultraviolet emissions using hydrothermally grown ZnO on p-GaN.</a> Appl. Phys. Lett. 103, 091107 (2013).</li><li>Han, S. J., Huang, W., Shi, W., Yu, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+improvement+of+organic+field-effect+transistor+ammonia+gas+sensor+using+ZnO/PMMA+hybrid+as+dielectric+layer.">Performance improvement of organic field-effect transistor ammonia gas sensor using ZnO/PMMA hybrid as dielectric layer.</a> Sens Actuator B-Chem. 203, 9-16 (2014).</li><li>Chizhov, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visible+light+activated+room+temperature+gas+sensors+based+on+nanocrystalline+ZnO+sensitized+with+CdSe+quantum+dots.">Visible light activated room temperature gas sensors based on nanocrystalline ZnO sensitized with CdSe quantum dots.</a> Sens Actuator B-Chem. 205, 305-312 (2014).</li><li>Li, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+substrate+on+the+structural,+electric+and+optical+properties+of+Al-doped+ZnO+films+prepared+by+radio+frequency+magnetron+sputtering.">Effects of substrate on the structural, electric and optical properties of Al-doped ZnO films prepared by radio frequency magnetron sputtering.</a> Thin Solid Films. 517, 3265-3268 (2009).</li><li>Ellmer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resistivity+of+polycrystalline+zinc+oxide+films:+current+status+and+physical+limit.">Resistivity of polycrystalline zinc oxide films: current status and physical limit.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 34, 3097 (2001).</li><li>Wang, F. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=optical+and+electrical+properties+of+Hf-doped+ZnO+transparent+conducting+films+prepared+by+sol-gel+method.">optical and electrical properties of Hf-doped ZnO transparent conducting films prepared by sol-gel method.</a> J. Alloy. Compd. 623, 290-297 (2015).</li><li>Senay, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ZnO+thin+film+synthesis+by+reactive+radio+frequency+magnetron+sputtering.">ZnO thin film synthesis by reactive radio frequency magnetron sputtering.</a> Appl. Surf. Sci. 318, 2-5 (2014).</li><li>Chi, P. W., Su, C. W., Jhuo, B. H., Wei, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoirradiation+caused+controllable+wettability+switching+of+sputtered+highly+aligned+c-axis-oriented+zinc+oxide+columnar+films.">Photoirradiation caused controllable wettability switching of sputtered highly aligned c-axis-oriented zinc oxide columnar films.</a> Int. J. Photoenergy. 2014, 765209 (2014).</li><li>Jamal, R. K., Hameed, M. A., Adem, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+properties+of+nanostructured+ZnO+prepared+by+a+pulsed+laser+deposition+technique.">Optical properties of nanostructured ZnO prepared by a pulsed laser deposition technique.</a> Mater. Lett. 132, 31-33 (2014).</li><li>Kobayashi, T., Nakada, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+post-deposition+on+transparent+conductingZnO:B+thin+films+grown+by+MOCVD.">Effects of post-deposition on transparent conductingZnO:B thin films grown by MOCVD.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 53, 05FA03 (2014).</li><li>Chao, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postannealing+effect+at+various+gas+ambients+on+ohmic+contacts+of+Pt/ZnO+nanobilayers+toward+ultraviolet+photodetectors.">Postannealing effect at various gas ambients on ohmic contacts of Pt/ZnO nanobilayers toward ultraviolet photodetectors.</a> Int. J. Photoenergy. 2013, 372869-1155 (2013).</li><li>Barankin, M. D., Gonzalez II, E., Ladwig, A. M., Hicks, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasma-enhanced+chemical+vapor+deposition+of+zinc+oxide+at+atmospheric+pressure+and+low+temperature.">Plasma-enhanced chemical vapor deposition of zinc oxide at atmospheric pressure and low temperature.</a> 91, 924-930 (2007).</li><li>Fons, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uniaxial+locked+epitaxy+of+ZnO+on+the+&#945;+face+of+sapphire.">Uniaxial locked epitaxy of ZnO on the &#945; face of sapphire.</a> Appl. Phys. Lett. 77, 1801 (2000).</li><li>Ko, H. J., Chen, Y., Hong, S. K., Yao, T. a. k. a. f. u. m. i. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MBE+growth+of+high-quality+ZnO+films+on+epi-GaN.">MBE growth of high-quality ZnO films on epi-GaN.</a> J. Cryst. Growth. 209, 816-821 (2000).</li><li>Park, D. J., Lee, J. Y., Park, T. E., Kim, Y. Y., Cho, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+microstructural+properties+of+a+ZnO+thin+film+using+a+buffer+layer+in-situ+annealed+in+argon+ambient.">Improved microstructural properties of a ZnO thin film using a buffer layer in-situ annealed in argon ambient.</a> Thin Solid Films. 515, 6721-6725 (2000).</li><li>Kim, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitrogen-passivation+effects+of+Si+substrates+on+the+properties+of+ZnO+epitaxial+layers+grown+by+using+plasma-assisted+molecular+beam+epitaxy.">Nitrogen-passivation effects of Si substrates on the properties of ZnO epitaxial layers grown by using plasma-assisted molecular beam epitaxy.</a> J. Korean Phys. Soc. 56, 827-831 (2010).</li><li>Li, G. M., Zhang, J. W., Hou, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+dependence+of+performance+of+ZnO-based+metal-semiconductor-metal+ultraviolet+photodetectors.">Temperature dependence of performance of ZnO-based metal-semiconductor-metal ultraviolet photodetectors.</a> Sens. Actuator A-Phys. 209, 149-153 (2014).</li><li>Wang, X. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=superhigh+gain+visible-blind+UV+detector+and+optical+logic+gates+based+on+nonpolar+a-axial+GaN+nanowire.">superhigh gain visible-blind UV detector and optical logic gates based on nonpolar a-axial GaN nanowire.</a> Nanoscale. 6, 12009-12017 (2014).</li><li>Inamdar, S. I., Rajpure, K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-performance+metal-semiconductor-metal+UV+photodetector+based+on+spray+deposited+ZnO+thin+films.">High-performance metal-semiconductor-metal UV photodetector based on spray deposited ZnO thin films.</a> J. Alloy. Compd. 595, 55-59 (2014).</li><li>Tian, C. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+continuous+annealing+on+the+performance+of+ZnO+based+metal-semiconductor-metal+ultraviolet+photodetectors.">Effects of continuous annealing on the performance of ZnO based metal-semiconductor-metal ultraviolet photodetectors.</a> Mater. Sci. Eng. B-Adv. Funct.Solid-State Mater. 184, 67-71 (2014).</li><li>Chen, H. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Realization+of+a+self-powered+ZnO+MSM+UV+photodetector+with+high+responsivity+using+an+asymmetric+pair+of+Au+electrodes.">Realization of a self-powered ZnO MSM UV photodetector with high responsivity using an asymmetric pair of Au electrodes.</a> J. Mater. Chem. C. 2, 9689-9694 (2014).</li><li>Subramanyam, T. K., Srinivasulu Naidu, ., S, S., Uthanna, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+substrate+temperature+on+the+physical+properties+of+DC+reactive+magnetron+sputtered+ZnO+films.">Effect of substrate temperature on the physical properties of DC reactive magnetron sputtered ZnO films.</a> Opt. Mater. 13, 239-247 (1999).</li><li>Iwanaga, H., Kunishige, A., Takeuchi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anisotropic+thermal+expansion+in+wurtzite-type+crystals.">Anisotropic thermal expansion in wurtzite-type crystals.</a> J. Mater. Sci. 35, 2451-2454 (2000).</li><li>Okaji, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absolute+thermal+expansion+measurements+of+single-crystal+silicon+in+the+range+300-1300+K+with+an+interferometric+dilatometer.">Absolute thermal expansion measurements of single-crystal silicon in the range 300-1300 K with an interferometric dilatometer.</a> Int. J. Thermophys. 9, 1101-1109 (1988).</li><li>Pearse, R. W. B., Lichtenberg, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The identification of molecular spectra. , (1976).</li><li>Chao, C. H., Wei, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+non-polar+ZnO+thin+films+with+different+working+pressures+by+plasma+enhanced+chemical+vapor+deposition.">Growth of non-polar ZnO thin films with different working pressures by plasma enhanced chemical vapor deposition.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 53, 11RA05 (2014).</li><li>Lin, B., Fu, Z., Green Jia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=luminescent+center+in+undoped+zinc+oxide+films+deposited+on+silicon+substrate.">luminescent center in undoped zinc oxide films deposited on silicon substrate.</a> Appl. Phys. Lett. 79, 943-945 (2001).</li><li>Koida, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiative+and+nonradiative+excitonic+transitions+in+nonpolar+(110)+and+polar+(000)+and+(0001)+ZnO+epilayers.">Radiative and nonradiative excitonic transitions in nonpolar (110) and polar (000) and (0001) ZnO epilayers.</a> Appl. Phys. Lett. 84 (110), 1079 (2004).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

خطوات حاسمة والتعديلات في الخطوة 1، وركائز يجب تنظيفها والخطوات 1،3-1،5 اتباعها للتأكد من عدم وجود الشحوم أو التلوث العضوية وغير العضوية على ركائز. فإن أي الشحوم أو التلوث العضوية وغير العضوية على سطح الركيزة الحد بشكل كبير من التص...

أكسيد الزنك هو واسعة النطاق فجوة المواد أشباه الموصلات وظيفية واعدة نظرا لخصائصه الفريدة مثل ارتفاع الاستقرار الكيميائي، منخفضة التكلفة، وغير سمية، وانخفاض عتبة السلطة لضخ البصرية، واسعة فجوة المباشرة (3.37 فولت) في RT والأكسيتون كبير الطاقة ~ 60 إلكترون فولت 02/01 ملزمة. في الآونة الأخيرة، وقد استخدمت أكسيد الزنك الأغشية الرقيقة في العديد من المجالات بما في ذلك تطبيق أكسيد موصل (TCO) أفلام شفافة، جهاز ينبعث منها الضوء الأزرق، والترانزستورات مجال التأثير، وأجهزة الاستشعار الغاز 3-6. من ناحية أخرى، أكسيد الزنك هو مادة مرشح لخلافة أكسيد القصدير الإنديوم (ITO) بسبب الإنديوم والقصدير يجري نادرة وباهظة الثمن. وعلاوة على ذلك، أكسيد الزنك تمتلك بصري النفاذية العالية في المنطقة الطول الموجي مرئية والمقاومة منخفضة مقارنة مع الأفلام ايتو 7-8. وبناء على ذلك، تم الإبلاغ على نطاق واسع تصنيع وتوصيف وتطبيق أكسيد الزنك. تركز هذه الدراسة على تجميع عالية ج -axis (0002) أكسيد الزنك الأغشية الرقيقة من قبل وبسيطد طريقة فعالة والتطبيق العملي لها نحو photodetector للأشعة فوق البنفسجية. وتشير نتائج التقرير البحوث التي أجريت مؤخرا أن جودة عالية الزنك طبقة رقيقة يمكن تصنيعه من خلال تقنيات مختلفة مثل طريقة سول-جل، الترددات اللاسلكية المغنطرون الاخرق وترسب المعادن العضوية الأبخرة الكيميائية (MOCVD)، وهلم جرا 14/09. كل أسلوب مزاياه وعيوبه. على سبيل المثال، الميزة الرئيسية لترسب الاخرق هو أن المواد المستهدفة مع نقطة انصهار عالية جدا وباءت بالفشل جهد على الركيزة. في المقابل، فإن عملية الاخرق من الصعب الجمع بين مع انطلاقه لهيكلة الفيلم. في دراستنا، كان يعمل على نظام البلازما تعزيز ترسيب الأبخرة الكيميائية (PECVD) لتجميع جودة عالية ج -axis أكسيد الزنك الأغشية الرقيقة. قصف البلازما هي عامل رئيسي في عملية توليف التي يمكن أن تزيد من كثافة رقيقة وتعزيز التحلل الأيوني معدل التفاعل 15. فيبالإضافة إلى ذلك، فإن معدل نمو مرتفع وترسب موحدة مساحة واسعة من المزايا الأخرى المميزة لتقنية PECVD. باستثناء تقنية التوليف، والتصاق جيد على الركيزة هو قضية ويرى آخر. في العديد من الدراسات، وقد الياقوت ج -plane تستخدم على نطاق واسع والركيزة لتجميع عالية ج -axis أكسيد الزنك الأغشية الرقيقة لأن أكسيد الزنك والياقوت لديهم نفس بنية شعرية سداسية. ومع ذلك، تم تصنيعه من أكسيد الزنك على الياقوت واظهار مورفولوجيا سطح خشن والمتبقية تركيزات الناقل (ذات الصلة عيب) عالية بسبب الأسوياء شعرية كبيرة بين أكسيد الزنك والياقوت ج -plane (18٪) موجهة في الاتجاه في الطائرة 16. مقارنة مع الياقوت، وسي ويفر هو الركيزة استخداما آخر لتركيب أكسيد الزنك. تم الرقائق المستخدمة على نطاق واسع سي في صناعة أشباه الموصلات. وبالتالي، نمو عالية الجودة أكسيد الزنك الأغشية الرقيقة على ركائز سي مهم جدا وnecesلزم. وللأسف، فإن التركيب البلوري ومعامل التمدد الحراري بين أكسيد الزنك وسي تختلف بشكل واضح مما أدى إلى تدهور جودة وضوح الشمس. على مدى العقد الماضي، بذلت جهودا كبيرة لتحسين نوعية أكسيد الزنك الأغشية الرقيقة على ركائز سي باستخدام أساليب مختلفة بما في ذلك أكسيد الزنك طبقات عازلة 17، الصلب في مختلف جو الغاز 18، وتخميد الركيزة سطح سي 19. تقدم هذه الدراسة بنجاح طريقة بسيطة وفعالة لتجميع عالية ج -axis أكسيد الزنك طبقة رقيقة على ركائز سي دون أي طبقة عازلة أو ما قبل المعالجة. وأشارت نتائج التجربة أن الأغشية الرقيقة أكسيد الزنك تصنيعه تحت درجة حرارة النمو الأمثل أظهرت كريستال جيد والصفات البصرية. وقد تم التحقيق البنية البلورية، RF تكوين البلازما، مورفولوجيا السطح، والخصائص البصرية من أكسيد الزنك الأغشية الرقيقة التي كتبها حيود الأشعة السينية (XRD)، مطيافية الانبعاث الضوئي (OES)، حقل الشوري الانبعاثاتاننينغ المجهر الإلكتروني (FE-SEM)، وRT معان ضوئي (PL) الأطياف، على التوالي. وعلاوة على ذلك، تم تأكيد أيضا على نفاذية الأغشية الرقيقة من أكسيد الزنك والإبلاغ عنها. خدم أكسيد الزنك طبقة رقيقة كما توليفها، كما تم التحقيق طبقة الاستشعار عن تطبيق photodetector الأشعة فوق البنفسجية أيضا في هذه الدراسة. وphotodetector للأشعة فوق البنفسجية له تطبيقات كبيرة محتملة في رصد الأشعة فوق البنفسجية، والتبديل البصرية، والتنبيه لهب، وصواريخ نظام الاحتباس 20-21. وهناك أنواع عديدة من أجهزة الاستشعار البصرية التي نفذت مثل سلبية جوهرية إيجابية (دبوس) وضع والمعادن أشباه الموصلات المعدنية (MSM) الهياكل بما في ذلك الاتصال أومية وشوتكي للإتصال به. لكل نوع مزاياه وعيوبه. حاليا، وقد اجتذبت الهياكل photodetector MSM الفائدة المركزة بسبب أدائهم المتميز في responsivity والموثوقية والاستجابة والتعافي الوقت 22-24. وقد أظهرت النتائج المعروضة هنا أن وضع الاتصال MSM أومية كان يعمللافتعال أكسيد الزنك طبقة رقيقة على أساس photodetector للأشعة فوق البنفسجية. مثل هذا النوع من photodetector يكشف عادة responsivity جيدة والموثوقية، مشيرا إلى أن ارتفاع ج -axis أكسيد الزنك طبقة رقيقة هي طبقة الاستشعار مناسبة لphotodetector للأشعة فوق البنفسجية.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>RF power supply</td>
			<td>ADVANCED ENERGY</td>
			<td>RFX-600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Butterfly valve</td>
			<td>MKS</td>
			<td>253B-1-40-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mass flow conctroller</td>
			<td>PROTEC INSTRUMENTS</td>
			<td>PC-540</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure conctroller</td>
			<td>MKS</td>
			<td>600 series&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heater</td>
			<td>UPGRADE INSTRUMENT CO.</td>
			<td>UI-TC 3001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sputter gun</td>
			<td>AJA INTERNATIONAL</td>
			<td>A320-HA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DEZn 1.5M</td>
			<td>ACROS ORGANIC USA, New Jersey</td>
			<td></td>
			<td>also called Diethylzinc (C2H5)2Zn</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spin coater&#160;</td>
			<td>SWIENCO</td>
			<td>PW - 490</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>I-V measurement</td>
			<td>Keithley</td>
			<td>Model: 2400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photocondutive measurement&#160;</td>
			<td>Home-built</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV light sourse</td>
			<td>Panasonic</td>
			<td>ANUJ 6160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mask aligner</td>
			<td>Karl Suss</td>
			<td>MJB4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist</td>
			<td>Shipley a Rohm &#38; Haas company</td>
			<td>S1813</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer</td>
			<td>Shipley a Rohm &#38; Haas company</td>
			<td>MF319</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon wafer</td>
			<td>E-Light Technology Inc</td>
			<td>12/0801</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass substrate</td>
			<td>CORNING</td>
			<td>1737</td>
			<td>P-type / Boron</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis and characterization of high c-axis zno thin film by plasma enhanced chemical vapor deposition system and its uv photodetector application

في هذه الدراسة، تم بنجاح وفعالية توليفها أكسيد الزنك (أكسيد الزنك) الأغشية الرقيقة مع ارتفاع ج -axis (0002) التوجه تفضيلية على السيليكون (سي) ركائز عبر درجات الحرارة تصنيعه المختلفة باستخدام البلازما تعزيز ترسيب الأبخرة الكيميائية (PECVD) النظام. وقد تم التحقيق في الآثار من مختلف درجات الحرارة توليفها على التركيب البلوري، الأشكال التضاريسية سطح والخصائص البصرية. حيود الأشعة السينية وأشارت (XRD) أنماط أن كثافة (0002) حيود ذروة أصبحت أقوى مع زيادة درجة الحرارة توليفها حتى 400 درجة مئوية. كثافة حيود (0002) ذروة أصبح تدريجيا المرافق أضعف مع ظهور (10-10) حيود الذروة حيث إن درجة حرارة توليفها حتى تتجاوز 400 درجة مئوية. وRT معان ضوئي (PL) أطياف عرضت على شبه الفرقة حافة قوية (البنك الأهلي) لوحظ انبعاث حوالي 375 نانومتر، ويذكر على مستوى عميق (DL) الانبعاثات يقع في حوالي 575 نانومتر اوندإيه عالية ج -axis أكسيد الزنك الأغشية الرقيقة. كشفت مجال المجهر انبعاث الإلكترون (FE-SEM) صور سطح متجانس ومع توزيع صغير الحجم الحبوب. كما تم توليفها الأفلام أكسيد الزنك رقيقة على ركائز الزجاج تحت نفس المعلمات لقياس النفاذية. لغرض تطبيق الأشعة فوق البنفسجية (UV) photodetector، والبلاتين interdigitated (حزب العمال) رقيقة (سمك ~ 100 نانومتر) ملفقة عبر التقليدية عملية الطباعة الحجرية الضوئية وتردد الراديو (RF) المغنطرون الاخرق. من أجل الوصول إلى الاتصال أومية، وصلب الجهاز في الظروف الأرجون في 450 درجة مئوية قبل الصلب الحرارية (RTA) نظام السريع لمدة 10 دقيقة. بعد قياسات منتظمة، والجهد الحالي (I - V) منحنى من الصور والنتائج الحالية والتي تعتمد على الوقت المظلمة استجابة photocurrent عرضت على responsivity جيدة والموثوقية، مشيرا إلى أن ارتفاع ج -axis أكسيد الزنك طبقة رقيقة هي طبقة الاستشعار مناسبةللأشعة فوق البنفسجية تطبيق photodetector.

وأكسيد الزنك (0002) أفلام رقيقة مع ارتفاع ج -axis التوجه يفضل تم توليفها بنجاح على ركائز سي باستخدام نظام PECVD. استخدمت غاز ثاني أكسيد الكربون (CO 2) وdiethylzinc (DEZn) كما الأكسجين والزنك السلائف، على التوالي. وقد تميزت هيكل الكريستال أكسيد الزنك الأغشية الرقيقة التي كتب?...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis and Characterization of High c-axis ZnO Thin Film by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition System and its UV Photodetector Application at JoVE.c

Synthesis and Characterization of High c-axis ZnO Thin Film by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition System and its UV Photodetector Application

We offered a method to directly synthesize high c-axis (0002) ZnO thin film by plasma enhanced chemical vapor deposition. The as-synthesized ZnO thin film combined with Pt interdigitated electrode was used as sensing layer for ultraviolet photodetector, showing a high performance through a combination of its good responsivity and reliability.

توليف وتوصيف عالية ج المحور أكسيد الزنك رقيقة بواسطة البلازما المحسن الأبخرة الكيميائية نظام ترسب و photodetector تطبيق الأشعة فوق البنفسجية لها

In this study, zinc oxide (ZnO) thin films with high c-axis (0002) preferential orientation have been successfully and effectively synthesized onto ...

synthesis-characterization-high-c-axis-zno-thin-film-plasma-enhanced

Research

JoVE Journal

Engineering

15.1K Views.  National Taipei University of Technology (TAIPEI TECH). We offered a method to directly synthesize high c-axis (0002) ZnO thin film by plasma enhanced chemical vapor deposition. The as-synthesized ZnO thin film combined with Pt interdigitated electrode was used as sensing layer for ultraviolet photodetector, showing a high performance through a combination of its good responsivity and reliability.

Video: Synthesis and Characterization of High c-axis ZnO Thin Film by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition System and its UV Photodetector Application

Polycrystalline Silicon Thin-film Solar cells with Plasmonic-enhanced Light-trapping

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To compensate for lower light absorption such physically thin devices have to incorporate light-trapping which increases their optical thickness. Light scattering by textured surfaces is a common technique but it cannot be universally applied to all solar cell technologies. Some cells, for example those made of evaporated silicon, are planar as produced and they require an alternative light-trapping means suitable for planar devices. Metal nanoparticles formed on planar silicon cell surface and capable of light scattering due to surface plasmon resonance is an effective approach.
The paper presents a fabrication procedure of evaporated polycrystalline silicon solar cells with plasmonic light-trapping and demonstrates how the cell quantum efficiency improves due to presence of metal nanoparticles.
To fabricate the cells a film consisting of alternative boron and phosphorous doped silicon layers is deposited on glass substrate by electron beam evaporation. An Initially amorphous film is crystallised and electronic defects are mitigated by annealing and hydrogen passivation. Metal grid contacts are applied to the layers of opposite polarity to extract electricity generated by the cell. Typically, such a ~2 &mu;m thick cell has a short-circuit current density (Jsc) of 14-16 mA/cm2, which can be increased up to 17-18 mA/cm2 (~25% higher) after application of a simple diffuse back reflector made of a white paint.
To implement plasmonic light-trapping a silver nanoparticle array is formed on the metallised cell silicon surface. A precursor silver film is deposited on the cell by thermal evaporation and annealed at 23&deg;C to form silver nanoparticles. Nanoparticle size and coverage, which affect plasmonic light-scattering, can be tuned for enhanced cell performance by varying the precursor film thickness and its annealing conditions. An optimised nanoparticle array alone results in cell Jsc enhancement of about 28%, similar to the effect of the diffuse reflector. The photocurrent can be further increased by coating the nanoparticles by a low refractive index dielectric, like MgF2, and applying the diffused reflector. The complete plasmonic cell structure comprises the polycrystalline silicon film, a silver nanoparticle array, a layer of MgF2, and a diffuse reflector. The Jsc for such cell is 21-23 mA/cm2, up to 45% higher than Jsc of the original cell without light-trapping or ~25% higher than Jsc for the cell with the diffuse reflector only.
Introduction
Light-trapping in silicon solar cells is commonly achieved via light scattering at textured interfaces. Scattered light travels through a cell at oblique angles for a longer distance and when such angles exceed the critical angle at the cell interfaces the light is permanently trapped in the cell by total internal reflection (Animation 1: Light-trapping). Although this scheme works well for most solar cells, there are developing technologies where ultra-thin Si layers are produced planar (e.g. layer-transfer technologies and epitaxial c-Si layers) 1 and or when such layers are not compatible with textures substrates (e.g. evaporated silicon) 2. For such originally planar Si layer alternative light trapping approaches, such as diffuse white paint reflector 3, silicon plasma texturing 4 or high refractive index nanoparticle reflector 5 have been suggested.
Metal nanoparticles can effectively scatter incident light into a higher refractive index material, like silicon, due to the surface plasmon resonance effect 6. They also can be easily formed on the planar silicon cell surface thus offering a light-trapping approach alternative to texturing. For a nanoparticle located at the air-silicon interface the scattered light fraction coupled into silicon exceeds 95% and a large faction of that light is scattered at angles above critical providing nearly ideal light-trapping condition (Animation 2: Plasmons on NP). The resonance can be tuned to the wavelength region, which is most important for a particular cell material and design, by varying the nanoparticle average size, surface coverage and local dielectric environment 6,7. Theoretical design principles of plasmonic nanoparticle solar cells have been suggested 8. In practice, Ag nanoparticle array is an ideal light-trapping partner for poly-Si thin-film solar cells because most of these design principle are naturally met. The simplest way of forming nanoparticles by thermal annealing of a thin precursor Ag film results in a random array with a relatively wide size and shape distribution, which is particularly suitable for light-trapping because such an array has a wide resonance peak, covering the wavelength range of 700-900 nm, important for poly-Si solar cell performance. The nanoparticle array can only be located on the rear poly-Si cell surface thus avoiding destructive interference between incident and scattered light which occurs for front-located nanoparticles 9. Moreover, poly-Si thin-film cells do not requires a passivating layer and the flat base-shaped nanoparticles (that naturally result from thermal annealing of a metal film) can be directly placed on silicon further increases plasmonic scattering efficiency due to surface plasmon-polariton resonance 10.
The cell with the plasmonic nanoparticle array as described above can have a photocurrent about 28% higher than the original cell. However, the array still transmits a significant amount of light which escapes through the rear of the cell and does not contribute into the current. This loss can be mitigated by adding a rear reflector to allow catching transmitted light and re-directing it back to the cell. Providing sufficient distance between the reflector and the nanoparticles (a few hundred nanometers) the reflected light will then experience one more plasmonic scattering event while passing through the nanoparticle array on re-entering the cell and the reflector itself can be made diffuse - both effects further facilitating light scattering and hence light-trapping. Importantly, the Ag nanoparticles have to be encapsulated with an inert and low refractive index dielectric, like MgF2 or SiO2, from the rear reflector to avoid mechanical and chemical damage 7. Low refractive index for this cladding layer is required to maintain a high coupling fraction into silicon and larger scattering angles, which are ensured by the high optical contrast between the media on both sides of the nanoparticle, silicon and dielectric 6. The photocurrent of the plasmonic cell with the diffuse rear reflector can be up to 45% higher than the current of the original cell or up to 25% higher than the current of an equivalent cell with the diffuse reflector only.

Polycrystalline silicon thin-film solar cells on glass are fabricated by deposition of boron and phosphorous doped silicon layers followed by crystallisation, defect passivation and metallisation. Plasmonic light-trapping is introduced by forming Ag nanoparticles on the silicon cell surface capped with a diffused reflector resulting in ~45% photocurrent enhancement.

الكريستالات السليكون الخلايا الشمسية الأغشية الرقيقة مع Plasmonic معززة للضوء للاحتباس

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To ...

Encapsulation and Permeability Characteristics of Plasma Polymerized Hollow Particles

In this protocol, core-shell nanostructures are synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition. We produce an amorphous barrier by plasma polymerization of isopropanol on various solid substrates, including silica and potassium chloride. This versatile technique is used to treat nanoparticles and nanopowders with sizes ranging from 37 nm to 1 micron, by depositing films whose thickness can be anywhere from 1 nm to upwards of 100 nm. Dissolution of the core allows us to study the rate of permeation through the film. In these experiments, we determine the diffusion coefficient of KCl through the barrier film by coating KCL nanocrystals and subsequently monitoring the ionic conductivity of the coated particles suspended in water. The primary interest in this process is the encapsulation and delayed release of solutes. The thickness of the shell is one of the independent variables by which we control the rate of release. It has a strong effect on the rate of release, which increases from a six-hour release (shell thickness is 20 nm) to a long-term release over 30 days (shell thickness is 95 nm). The release profile shows a characteristic behavior: a fast release (35% of the final materials) during the first five minutes after the beginning of the dissolution, and a slower release till all of the core materials come out.

We have used plasma enhanced chemical vapor deposition to deposit thin films ranging from a few nm to several 100 nm on nano-sized particles of various materials. We subsequently etch the core material to produce hollow nanoshells whose permeability is controlled by the thickness of the shell. We characterize the permeability of these coatings to small solutes and demonstrate that these barriers can provide sustained release of the core material over several days.

التغليف والنفاذية خصائص الجسيمات مبلمر البلازما الجوف

In this protocol, core-shell nanostructures are synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition. We produce an amorphous barrier by plasma ...

Nanomoulding of Functional Materials, a Versatile Complementary Pattern Replication Method to Nanoimprinting

We describe a nanomoulding technique which allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks and full devices. Nanomoulding combined with layer transfer enables the replication of arbitrary surface patterns from a master structure onto the functional material. Nanomoulding can be performed on any nanoimprinting setup and can be applied to a wide range of materials and deposition processes. In particular we demonstrate the fabrication of patterned transparent zinc oxide electrodes for light trapping applications in solar cells.

We describe a nanomoulding technique which allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks and full devices. Nanomoulding can be performed on any nanoimprinting setup and can be applied to a wide range of materials and deposition processes.

Nanomoulding من مواد وظيفية، تنوعا النسخ المتماثل خطة التكميلية طريقة لNanoimprinting

We describe a nanomoulding technique which  allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks  and full devices. Nanomoulding ...

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary interiors, design materials with novel properties, understand the mechanical behavior of materials exposed to very high stresses as in explosions or impacts. Synthesis and structural analysis of materials at extreme conditions of pressure and temperature entails remarkable technical challenges. In the laser heated diamond anvil cell (LH-DAC), very high pressure is generated between the tips of two opposing diamond anvils forced against each other; focused infrared laser beams, shined through the diamonds, allow to reach very high temperatures on samples absorbing the laser radiation. When the LH-DAC is installed in a synchrotron beamline that provides extremely brilliant x-ray radiation, the structure of materials under extreme conditions can be probed in situ. LH-DAC samples, although very small, can show highly variable grain size, phase and chemical composition. In order to obtain the high resolution structural analysis and the most comprehensive characterization of a sample, we collect diffraction data in 2D grids and combine powder, single crystal and multigrain diffraction techniques. Representative results obtained in the synthesis of a new iron oxide, Fe4O5 1 will be shown.

The laser heated diamond anvil cell combined with synchrotron micro-diffraction techniques allows researchers to explore the nature and properties of new phases of matter at extreme pressure and temperature (PT) conditions. Heterogeneous samples can be characterized in situ under high pressure by 2D mapping and combined powder, single-crystal and multigrain diffraction approaches.

التوليف وMicrodiffraction في الضغوط الشديدة ودرجات الحرارة

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary ...

Making Record-efficiency SnS Solar Cells by Thermal Evaporation and Atomic Layer Deposition

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent thermal evaporation, and it absorbs visible light strongly. However, for a long time the record power conversion efficiency of SnS solar cells remained below 2%. Recently we demonstrated new certified record efficiencies of 4.36% using SnS deposited by atomic layer deposition, and 3.88% using thermal evaporation. Here the fabrication procedure for these record solar cells is described, and the statistical distribution of the fabrication process is reported. The standard deviation of efficiency measured on a single substrate is typically over 0.5%. All steps including substrate selection and cleaning, Mo sputtering for the rear contact (cathode), SnS deposition, annealing, surface passivation, Zn(O,S) buffer layer selection and deposition, transparent conductor (anode) deposition, and metallization are described. On each substrate we fabricate 11 individual devices, each with active area 0.25 cm2. Further, a system for high throughput measurements of current-voltage curves under simulated solar light, and external quantum efficiency measurement with variable light bias is described. With this system we are able to measure full data sets on all 11 devices in an automated manner and in minimal time. These results illustrate the value of studying large sample sets, rather than focusing narrowly on the highest performing devices. Large data sets help us to distinguish and remedy individual loss mechanisms affecting our devices.

Tin sulfide (SnS) is a candidate material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. Here, we demonstrate the fabrication procedure of the SnS solar cells employing atomic layer deposition, which yields 4.36% certified power conversion efficiency, and thermal evaporation which yields 3.88%.

جعل السجلات كفاءة SNS خلايا شمسية بواسطة التبخير الحراري وترسب طبقة الذري

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent ...

Preparation of ZnO Nanorod/Graphene/ZnO Nanorod Epitaxial Double Heterostructure for Piezoelectrical Nanogenerator by Using Preheating Hydrothermal

Well-aligned ZnO nanostructures have been intensively studied over the last decade for remarkable physical properties and enormous applications. Here, we describe a one-step fabrication technique to synthesis freestanding ZnO nanorod/graphene/ZnO nanorod double heterostructure. The preparation of the double heterostructure is performed by using thermal chemical vapor deposition (CVD) and preheating hydrothermal technique. In addition, the morphological properties were characterized by using the scanning electron microscopy (SEM). The utility of freestanding double heterostructure is demonstrated by fabricating the piezoelectric nanogenerator. The electrical output is improved up to 200% compared to that of a single heterostructure owing to the coupling effect of the piezoelectricity between the arrays of ZnO nanorods on the top and bottom of graphene. This unique double heterostructure have a tremendous potential for applications of electrical and optoelectrical devices where the high number density and specific surface area of nanorod are needed, such as pressure sensor, immuno-biosensor and dye-sensitized solar cells.

One-step fabrication method for obtaining freestanding epitaxial double heterostructure is presented. This approach could achieve ZnO coverage with a higher number density than that of the epitaxial single heterostructure, leading to a piezoelectric nanogenerator with an increased output electrical performance.

إعداد أكسيد الزنك Nanorod / الجرافين / أكسيد الزنك Nanorod الفوقي Heterostructure مزدوجة لPiezoelectrical Nanogenerator باستخدام التسخين الحرارية المائية

Well-aligned ZnO nanostructures have been intensively studied over the last decade for remarkable physical properties and enormous applications. Here, we ...

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction of degradation mechanisms and prevention of module field failure can consequently decrease investment risks as well as increase the electricity yield. An improved knowledge level can for these reasons significantly decrease the total costs of PV electricity. 
In order to better understand and minimize the degradation of PV modules, the occurring degradation mechanisms and conditions should be identified. This should preferably happen under combined stresses, since modules in the field are also simultaneously exposed to multiple stress factors. Therefore, two 'Combined Stress test with in situ measurement' setups have been designed and constructed. These setups allow the simultaneous use of humidity, temperature, illumination, and electrical biases as independently controlled stress factors on solar cells and minimodules. The setups also allow real-time monitoring of the electrical properties of these samples. This protocol presents these setups and describes the experimental possibilities. Moreover, results obtained with these setups are also presented: various examples about the influence of both deposition and degradation conditions on the stability of thin film Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) as well as Cu2ZnSnSe4 (CZTS) solar cells are described. Results on the temperature dependency of CIGS solar cells are also presented.

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for CuIn,GaSe2 Solar Cells

Two &#39;Combined Stress test with in situ measurement&#39; setups, which allow real-time monitoring of accelerated degradation of solar cells and modules, were designed and constructed. These setups allow the simultaneous use of humidity, temperature, electrical biases, and illumination as independently controlled stress factors. The setups and various experiments executed are presented.

في الموقع رصد تدهور الأداء المتسارع للخلايا الشمسية والوحدات النمطية: دراسة حالة للخلايا الشمسية2 Se Cu (في, Ga)

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction ...

Well-aligned Vertically Oriented ZnO Nanorod Arrays and their Application in Inverted Small Molecule Solar Cells

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted solar cells, which are based on a two-dimensional conjugated small molecule (SMPV1) and [6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester (PC71BM), by utilizing ZnO nanorods (NRs) grown on a high quality Al-doped ZnO (AZO) seed layer. The inverted SMPV1:PC71BM solar cells with ZnO NRs that grew on both a sputtered and sol-gel processed AZO seed layer are fabricated. Compared with the AZO thin film prepared by the sol-gel method, the sputtered AZO thin film exhibits better crystallization and lower surface roughness, according to X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscope (AFM) measurements. The orientation of the ZnO NRs grown on a sputtered AZO seed layer shows better vertical alignment, which is beneficial for the deposition of the subsequent active layer, forming better surface morphologies. Generally, the surface morphology of the active layer mainly dominates the fill factor (FF) of the devices. Consequently, the well-aligned ZnO NRs can be used to improve the carrier collection of the active layer and to increase the FF of the solar cells. Moreover, as an anti-reflection structure, it can also be utilized to enhance the light harvesting of the absorption layer, with the power conversion efficiency (PCE) of solar cells reaching 6.01%, higher than the sol-gel based solar cells with an efficiency of 4.74%.

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted SMPV1:PC71BM solar cells with ZnO nanorods (NRs) grown on a high quality Al-doped ZnO (AZO) seed layer. The well-aligned vertically oriented ZnO NRs exhibit high crystalline properties. The power conversion efficiency of solar cells can reach 6.01%.

جيدا تمت محاذاته رأسياً الموجهة لأكسيد الزنك نانورود صفائف وتطبيقها في "مقلوب الصغيرة جزيء الخلايا الشمسية"

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted solar cells, which are based on a two-dimensional conjugated small molecule ...

Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present an advanced method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics. The proposed process addresses several fabrication issues, including large area processing. Specifically, the protocol describes a process for fabricating ultra-thin color films using an electron beam evaporator for oblique angle deposition of germanium (Ge) and gold (Au) on silicon (Si) substrates.&#160; Film porosity produced by the oblique angle deposition induces color changes in the ultra-thin film. The degree of color change depends on factors such as deposition angle and film thickness. Fabricated samples of the ultra-thin color films showed improved color tunability and color purity. In addition, the measured reflectance of the fabricated samples was converted into chromatic values and analyzed in terms of color. Our ultra-thin film fabricating method is expected to be used for various ultra-thin film applications such as flexible color electrodes, thin film solar cells, and optical filters. Also, the process developed here for analyzing the color of the fabricated samples is broadly useful for studying various color structures.

We present a detailed method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics for optical coatings. The oblique angle deposition technique using an electron beam evaporator allows improved color tunability and purity. Fabricated films of Ge and Au on Si substrates were analyzed by reflectance measurements and color information conversion.

تصنيع الأفلام اللون رقيقة جداً مع الغاية استيعاب وسائل الإعلام استخدام الترسيب زاوية مائلة

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present ...

Bulk and Thin Film Synthesis of Compositionally Variant Entropy-stabilized Oxides

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O (Cu variant) entropy-stabilized oxides. Phase pure and chemically homogeneous (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (x = 0.20, 0.27, 0.33) and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O (x = 0.11, 0.27) ceramic pellets are synthesized and used in the deposition of ultra-high quality, phase pure, single crystalline thin films of the target stoichiometry. A detailed methodology for the deposition of smooth, chemically homogeneous, entropy-stabilized oxide thin films by pulsed laser deposition on (001)-oriented MgO substrates is described. The phase and crystallinity of bulk and thin film materials are confirmed using X-ray diffraction. Composition and chemical homogeneity are confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. The surface topography of thin films is measured with scanning probe microscopy. The synthesis of high quality, single crystalline, entropy-stabilized oxide thin films enables the study of interface, size, strain, and disorder effects on the properties in this new class of highly disordered oxide materials.

The synthesis of high quality bulk and thin film (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O and (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x))O entropy-stabilized oxides is presented.

السائبة وتوليف رقيقة أكاسيد استقرت الانتروبيا شكل تركيبي البديل

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and ...