Design and Optimize the Performance of Self-Powered Photodetector Based on PbS/TiS3 Heterostructure by SCAPS-1D

光电探测器 响应度 材料科学 光电子学 异质结 暗电流 电容 电流密度 比探测率 物理 电极 量子力学
作者
Huizhen Yao,Lai Liu
出处
期刊:Nanomaterials [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:12 (3): 325-325 被引量:29
标识
DOI:10.3390/nano12030325
摘要

Titanium trisulphide (TiS3) has been widely used in the field of optoelectronics owing to its superb optical and electronic characteristics. In this work, a self-powered photodetector using bulk PbS/TiS3 p-n heterojunction is numerically investigated and analyzed by a Solar Cell Capacitance Simulator in one-Dimension (SCAPS-1D) software. The energy bands, electron-holes generation or recombination rate, current density-voltage (J-V), and spectral response properties have been investigated by SCAPS-1D. To improve the performance of photodetectors, the influence of thickness, shallow acceptor or donor density, and defect density are investigated. By optimization, the optimal thickness of the TiS3 layer and PbS layer are determined to be 2.5 μm and 700 nm, respectively. The density of the superior shallow acceptor (donor) is 1015 (1022) cm-3. High quality TiS3 film is required with the defect density of about 1014 cm-3. For the PbS layer, the maximum defect density is 1017 cm-3. As a result, the photodetector based on the heterojunction with optimal parameters exhibits a good photoresponse from 300 nm to 1300 nm. Under the air mass 1.5 global tilt (AM 1.5G) illuminations, the optimal short-circuit current reaches 35.57 mA/cm2 and the open circuit voltage is about 870 mV. The responsivity (R) and a detectivity (D*) of the simulated photodetector are 0.36 A W-1 and 3.9 × 1013 Jones, respectively. The simulation result provides a promising research direction to further broaden the TiS3-based optoelectronic device.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
璟晨岁月完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
倾心悦目发布了新的文献求助10
2秒前
天天快乐应助小熊采纳,获得10
2秒前
闪闪完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
王树茂发布了新的文献求助10
5秒前
英俊的铭应助巫雍采纳,获得10
5秒前
orixero应助刘淑蕊采纳,获得10
5秒前
闾丘曼安发布了新的文献求助10
5秒前
愤怒的一笑完成签到,获得积分10
6秒前
小李李李李李完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
伶俐夏旋发布了新的文献求助10
7秒前
要文献啊完成签到,获得积分10
8秒前
彭于晏应助酷炫远山采纳,获得10
8秒前
虚幻飞雪发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
chj完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
完美世界应助阿里猪采纳,获得10
9秒前
简单延恶发布了新的文献求助10
9秒前
徐徐科研一百分完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
红鲤鱼与绿鲤鱼完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
醒醒完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
1111关注了科研通微信公众号
12秒前
12秒前
12秒前
顾矜应助zzz采纳,获得10
13秒前
威武从霜发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Earth System Geophysics 1000
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Entre Praga y Madrid: los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 1000
Encyclopedia of Materials: Plastics and Polymers 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6114875
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7943230
关于积分的说明 16469893
捐赠科研通 5239143
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2799248
邀请新用户注册赠送积分活动 1780894
关于科研通互助平台的介绍 1653070