高性能红外敏感光伏器件最常用的材料是基于Ⅱ-Ⅵ族元素的碲镉汞（HgCdTe）材料。作为一种非常独特的红外探测材料，HgCdTe的多功能性在于，其带隙可以在晶格参数无显著变化的情况下进行改变。该半导体合金和与其晶格匹配的天然衬底———碲锌镉（CdZnTe）相结合，可以覆盖整个红外波段：从近红外（NIR，2μm截止）到中波红外（MWIR，5μm截止）、长波红外（LWIR，10μm截止），直至甚长波红外（VLWIR，截止波长大于14μm）。
与短波、中波波段相比，长波器件具有以下特点：（1）在目标温度与环境温度相差较小时，长波器件的成像能力更强。（2）波长越长，受到的散射越少。（3）LW波段的积分时间比MW波段短。
传统的长波碲镉汞红外焦平面器件一般基于n-on-p结构。与n-on-p材料相比，p-on-n材料具有更低的暗电流和更高的工作温度，更适于长波以及高温工作碲镉汞红外焦平面器件。
据麦姆斯咨询报道，近期，华北光电技术研究所郝斐等人在《红外》期刊上发表了以“长波p-on-n碲镉汞红外焦平面器件研究进展”为主题的综述文章。郝斐主要从事液相外延碲镉汞薄膜材料方面的研究工作。
这项研究重点介绍了法国Sofradir公司、美国Raytheon Vision Systems公司以及国内的华北光电技术研究所和昆明物理研究所在长波p-on-n器件上的研究进展。
Sofradir公司与法国原子能委员会电子与信息技术实验室（CEA-Leti）合作开发了p-on-n光电二极管材料。该结构中ｎ型层的少数载流子（空穴）寿命和迁移率导致暗电流较低，因此可实现较高的工作温度或低通量检测。这一主要优势可降低制冷系统所需的电功率，或在宽光谱范围内探测微弱红外源。随后Sofradir公司在该领域不断研发新产品，拓展新工艺。
Raytheon Vision Systems（RVS）公司的典型器件结构为双层平面p-on-n型结构。RVS公司的优势是其阵列的设计跨越，使刻蚀工艺像素相互独立，从而减少电学串音。由于只是去除了部分吸收层，像素之间的刻蚀区域仍然可以吸收光子，所产生的载流子被最近的像素pn结收集。这种设计提供了近似100%的像素填充因子。基于该技术，RVS公司制作了长波p-on-n器件。
华北光电技术研究所主要使用垂直液相外延生长原位掺杂的p-on-n材料。与离子注入成结材料相比，它具有以下优势：（1）在其耗尽区以及表面，产生复合电流较小，这得益于原位生长对材料损伤小。（2）能带结构被裁剪，可以减小隧穿几率，从而降低器件的暗电流。因此，器件可以具有更高的工作温度。
昆明物理研究所采用水平液相外延法生长n型层，然后通过离子注入形成p-on-n器件。其外延用的CdZnTe片是经过筛选的。基于经过筛选的CdZnTe晶片，水平液相外延生长低半峰宽（FWHM）的材料，且碲镉汞薄膜的位错腐蚀坑密度小于等于5×104cm-2。
HgCdTe仍然是长波红外焦平面探测器研发所关注的主要材料。在过去的几年中，人们投入了大量的精力来改进材料质量（CdZnTe晶片和HgCdTe材料）和光电二极管工艺（从n-on-p器件到p-on-n器件），使长波红外探测器的性能得到有效提升。数家国内外公司通过离子注入、原位生长方式制备的长波p-on-n材料所表现出的性能均优于n-on-p材料，尤其在抑制暗电流方面。可以预见，人们未来会在p-on-n材料上投入更多精力，使其在甚长波和高温工作HOT器件中表现出更出色的性能。
