通过分子束外延生长和开管式Zn扩散方法, 制备了低暗电流、宽响应范围的In0.53Ga0.47As/InP雪崩光电二极管.在0.95倍雪崩击穿电压下, 器件暗电流小于10 nA; -5 V偏压下电容密度低至1.43×10-8 F/cm2.在1 310 nm红外光照及30 V反向偏置电压下, 雪崩光电二极管器件的响应范围为50 nW~20 mW, 响应度达到1.13 A/W.得到了电荷层掺杂浓度、倍增区厚度结构参数与击穿电压和贯穿电压的关系: 随着电荷层电荷密度的增加, 器件贯穿电压线性增加, 而击穿电压线性降低; 电荷层电荷面密度为4.8×1012 cm-2时, 随着倍增层厚度的增加, 贯穿电压线性增加, 击穿电压增加.通过对器件结构优化, 雪崩光电二极管探测器实现25 V的贯穿电压和57 V的击穿电压, 且具有低暗电流和宽响应范围等特性.

对柔性GaAs基太阳电池的制备方法进行研究, 报道了一种用于制备柔性倒置生长的AlGaInP/AlGaAs/GaAs三结太阳电池的剥离和转移方法——金属背支撑选择性湿法刻蚀技术。在GaAs/GaInP选择性腐蚀的基础上进行了GaAs衬底层的腐蚀, 研究了不同类型和体积比的溶液对GaAs/GaInP/AlInP结构腐蚀的选择特性, 最终选用不同配比的H2SO4-H2O2系腐蚀液, 获得快速、可控制、重复性好的去除衬底的两步腐蚀法。原子力显微镜测试结果表明, 通过此方法能够成功地将电池外延层薄膜转移到Cu衬底上, 并且在剥离和转移过程中外延层薄膜没有受到损伤。柔性AlGaInP/AlGaAs/GaAs三结太阳电池的开路电压超过3.4V。

采用MOCVD生长技术在InP衬底上成功实现了晶格失配的3 μm In0.68Ga0.32As薄膜生长.通过As组分的改变, 利用张应变和压应变交替补偿的InAsxP1-x应变缓冲层结构来释放由于晶格失配所产生的应力, 在InP衬底上得到了与In0.68Ga0.32As晶格匹配的InAsxP1-x“虚拟”衬底, 通过对缓冲层厚度的优化, 使应力能够在“虚拟”衬底上完全豫弛.通过原子力显微镜(AFM)、高分辨XRD、透射电镜(TEM)和光致发光(PL)等测试分析表明, 这种释放应力的方法能够有效提高In0.68Ga0.32As外延层的晶体质量.

用在InP衬底上失配生长的能隙为0.6 eV的In0.68Ga0.32As制成了热光伏(TPV)电池。对其光伏特性的测试分析表明,通过对As组分渐变的InAsxP1-x缓冲层厚度的优化，可以将晶格失配引起的位错完全弛豫在缓冲层内，从而大幅改善热光伏电池的性能。在AM1.5G标准光谱下，与晶格失配没有被完全弛豫的热光伏电池相比，优化措施可将开路电压从0.19 V提高到0.21 V，外量子效率在长波处可达到85%，转换效率也提高了30%。