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侧向光伏效应(LPE)是指当点光源照射p-n结,金属半导体结或半导体异质结时,在平行于结的一侧可以测到电压差的现象。侧向光伏效应的主要特点是输出光电压随激光光斑位置呈现线性变化,利用该特点可以制成位置灵敏探测器(PSD)。a-Si:H/c-Si p-i-n结构起源于太阳能电池的研究,因其成本低廉,转换效率高等优势很快被应用于诸多光电子器件。本论文主要针对a-Si:H/c-Si p-i-n结构在侧向光伏效应方面的应用潜质进行了系统的研究。1、激光功率、波长和电极距离与a-Si:H/c-Si p-i-n结构的侧向光伏效应关系密切。当激光功率较小时,灵敏度随激光功率线性增长;当激光功率继续增大时,灵敏度增长速度减慢并逐渐达到饱和。相同功率下灵敏度随波长增加而增大。低功率下灵敏度与电极距离无关,高功率下电极距离越短,灵敏度越高。2、对a-Si:H/c-Si p-i-n结构加纵向偏压可以极大地提高灵敏度。a-Si:H/c-Si p-i-n结构上下表面分别为ITO薄膜和纳米Ag薄膜,外加偏压可形成与内建电场方向相同的匀强电场。实验表明随着偏压的增加,侧向光伏效应灵敏度不断增加;当偏压足够高时,灵敏度随激光功率成线性变化,而且不再受电极距离影响。3、采用液氮制冷的低温腔对样品降温并测试不同温度下的侧向光伏效应,发现温度对灵敏度的影响极大。实验结果显示在同一功率下,灵敏度随着温度降低而下降,这主要是因为温度降低导致了a-Si:H/c-Si p-i-n结构势垒高度的降低,使得注入到ITO层的空穴减少,进而侧向光电压降低。实验结果显示a-Si:H/c-Si p-i-n结构具有线性度极好的侧向光伏效应,通过外加偏压的方法可以有效的提高灵敏度,推动新型多功能光电探测器的发展。尽管在低温下还不能得到高灵敏的侧向光电压,但可为日后极限环境下位置灵敏探测器的研究提供有效的理论基础和实验方法。