太阳能电池作为一种高效的光电转化器, 被广泛地应用于光伏发电系统中。 激光作为一种高亮度光源辐照电池时, 会导致其出现损伤, 可利用电池的表面散射光谱特性, 对其损伤程度进行判别。 通过目标表面散射光谱测量系统, 对激光辐照后的三结砷化镓电池散射光谱进行测量, 并计算双向反射分布函数（BRDF）。 其中测量系统主要由FX 2000和NIR 17型光纤光谱仪组成, 针对电池表面的强镜反射特性, 在实验中采用了入射角和反射角为30°的测量几何模型。 原始三结砷化镓太阳能电池的结构主要包括减反射膜DAR层、 顶电池GaInP层、 中电池GaAs层和底电池Ge层, 其散射光谱特征包括可见光谱段(500~900 nm)的吸收特性及近红外谱段(900~1 200 nm)的类周期振荡特性, 在对连续激光辐照损伤后电池的光谱特性进行实验测量后, 得到了损伤电池光谱BRDF的变化, 并结合基于薄膜干涉理论的电池散射光谱模型, 对各膜层损伤后的特征进行了分析。 结果表明: DAR层的主要作用是降低光谱反射能量, 对光谱曲线的特性影响较小; Ge层对光谱曲线形状基本无影响; 电池散射光谱吸收和干涉等特征主要由GaInP层和GaAs层所引起, 其中, GaInP层主要影响可见光谱段的吸收特性, 并对近红外谱段内的干涉特性起到调制作用, 而GaAs层主要影响近红外谱段的干涉特性, 当其损伤到一定程度后, 会导致可见光谱段内出现干涉特性。 最后, 在实验结果分析的基础上, 通过模型研究了电池各层对散射光谱特性的影响, 并讨论了基于散射光谱特性的电池损伤程度判别, 研究结果可为电池激光损伤判别提供参考。

GaAs单晶是当前光电子器件的主要衬底材料之一，在红外LED中有着重要应用。但杂质浓度高、迁移率低等缺点会严重影响红外LED器件性能。为生产出低杂质浓度、高迁移率、载流子分布均匀、高利用率的红外LED用掺硅垂直梯度凝固(VGF)法GaAs单晶，本文研究了热场分布、合成舟和炉膛材质、工艺参数对单晶的成晶质量、杂质浓度、迁移率、载流子分布的影响。利用CGSim软件对单晶生长热场系统进行数值模拟研究，温区一至温区六长度比例为8∶12∶9∶5∶5∶7时，恒温区达到最长，位错密度达到1 000 cm-2以下，成晶率达到85%。采用打毛石英合成舟进行GaAs合成，用莫来石炉膛替代石英炉膛，可以获得迁移率整体高于3 000 cm2/(V·s)的GaAs单晶，满足红外LED使用要求。对单晶生长工艺参数展开研究，采用提高头部生长速度、降低尾部生长速度的方式提高单晶轴向载流子浓度均匀性，头尾部载流子浓度差降低33%，尾部迁移率从2 900 cm2/(V·s)提高到3 560 cm2/(V·s)。单晶有效利用长度提高33%，单晶利用率达到75%，大幅降低了原料损耗成本。

Ultrafast laser inscription (ULI) inside semiconductors offers new perspectives for 3D monolithic structures to be fabricated and new functionalities to be added in electronic and photonic microdevices. However, important challenges remain because of nonlinear effects such as strong plasma generation that distort the energy delivery at the focal point when exposing these materials to intense infrared light. Up to now, the successful technological demonstrations have primarily concentrated on silicon (Si). In this paper, we target at another important semiconductor: gallium arsenide (GaAs). With nonlinearities higher than those of Si, 3D-machining of GaAs with femtosecond pulses becomes even harder. However, we show that the difficulty can be circumvented by burst-mode irradiation. We generate and apply trains of pulses at terahertz repetition rates for efficient pulse-to-pulse accumulation of laser-induced free carriers in the focal region, while avoiding an overdose of prefocal excitations. The superior performance of burst-mode irradiation is confirmed by a comparative study conducted with infrared luminescence microscopy. The results indicate a successful reduction of the plasma density in the prefocal region so that higher pulse energy reaches the focal spot. The same method is applied to identify optimum irradiation conditions considering particular cases such as asymmetric pulse trains and aberrated beams. With 64-pulse trains, we successfully manage to cross the writing threshold providing a solution for ULI inside GaAs. The application potential is finally illustrated with a stealth dicing demonstration by taking benefit of the burst mode. The irradiation method opens wide possibilities for 3D structuring inside GaAs by ULI.

太阳电池阵可以将光能转换为电能，是航天器能源系统的重要组成，而利于光伏效应制成的太阳电池是能源获取的重要载体。通过从硅电池到砷化镓电池、从单结到多结技术的应用发展，结合晶格失配、多结生长、倒装结构及薄膜化等半导体相关制备技术分析了各种空间太阳电池的现状及应用前景。根据其基板结构及型式，对体装式、刚性、半刚性、柔性及聚光太阳电池阵的特点及未来发展方向进行了叙述，为实现高效率、轻量化、高质量功率比的电池电路能源功能提供技术支持。

为了获得高电阻率及迁移率的半绝缘GaAs单晶材料, 采用经高压及水平合成不同工艺制得的GaAs多晶料, 进行垂直梯度凝固(VGF)法半绝缘GaAs单晶生 长, 测试和分析相应单晶片的EL2浓度、C浓度及电阻率、迁移率等性能参数, 对比和分析了GaAs化学计量比的不同对单晶EL2浓度及电学参数的影响, 经多炉 次实验, 确定出GaAs单晶电阻率>1×108 Ω?cm及迁移率>5×103 cm2/(V?s)时C浓度及EL2浓度的合理范围, 并据此结论, 指导MBE外延用半绝缘GaAs单晶生 长, 保证了半绝缘GaAs单晶在满足高电阻率和迁移率的同时, 具有较高的重复性和一致性。