Atomic-Scale Insights into the Interfacial Polarization Effect in the InGaN/GaN Heterostructure for Solar Cells

材料科学 异质结 电场 光电子学 极化(电化学) 电子 极地的 宽禁带半导体 量子阱 凝聚态物理 光学 物理 物理化学 化学 天文 量子力学 激光器
作者
Xiaodong Hao,Xishuo Zhang,Benyao Sun,Deqiang Yin,Hailiang Dong,Jiahui Wang,Biao Huang,Yang Xu,Hengsheng Shan,Shufang Ma,Chunlin Chen,Bingshe Xu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (50): 55762-55769
标识
DOI:10.1021/acsami.2c17082
摘要

The model system of the InGaN/GaN quantum wells (QWs), based on the first principles calculation, was chosen to understand the underlying mechanism of interfacial polarization and its synergic effect with the built-in electric field (Bef) at the p–n junction in solar cells (SLs). The polarized electric field (Pef) was generated due to the redistribution of electrons and holes at the interface; moreover, the Pef of InGaN/GaN heterostructure on the semipolar (01-11) GaN surface was consistent with that of on the N-polar (000-1) surface, which is on the lines of the Bef and favors the electron–hole separation efficiency in SLs. Furthermore, the growth of high-quality InGaN/GaN QWs on the semipolar (01-11) GaN surface was achieved. Such an atomic-scale investigation provides a fundamental understanding of the polarization charge-induced Pef and its interaction coupling with Bef at the p–n junction, which could be generalized to polar material-based SLs.
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