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oe1(光电查) - 科学论文

147 条数据
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  • 通过原子层沉积在图案化金垫上可控生长二硫化钼

    摘要： 近年来，为满足系统级微/纳电子学应用需求，大面积二硫化钼（MoS2）薄膜的合成方法已得到广泛研究。化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）等方法可在绝缘衬底上实现均匀的晶圆级MoS2薄膜生长，但无法选择性控制生长位置。本文报道了基于ALD技术在绝缘衬底上图案化金垫区域实现超薄MoS2薄膜的可控生长。研究发现不同衬底表面的ALD过程存在明显的孵育期差异：在SiO2/Si衬底上可实现图案化金区域的MoS2选择性生长，且蓝宝石衬底的孵育期较SiO2/Si更短。此外还研究了沉积温度对不同表面薄膜生长动力学的影响。这种ALD法实现的MoS2可控生长在未来光电子学应用中极具潜力，而图案化金衬底上的合成对于发挥其析氢反应电催化剂等应用价值具有重要前景。

    关键词： B2. 半导体材料，A3. 原子层沉积，B1. 硫化物

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过原子层沉积法提升碳布的电催化活性，作为高效染料敏化太阳能电池的柔性对电极

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSC）因其低成本、易组装和短能量回收周期等优势，受到可再生能源领域的青睐。然而，常用的铂对电极（CE）存在稀缺性和贵金属特性等难题。本研究展示了一种通过原子层沉积（ALD）技术以ZnO为纳米级牺牲模板，制备地球储量丰富、高导电性且催化活性可控的无铂柔性对电极的可行方案。结果表明：碳布的电催化活性可通过ALD循环次数成功调控其表面形貌，这源于碳热还原过程中ZnO与碳的相互作用，在碳布表面形成缺陷与氧掺杂的协同效应，从而增强三碘离子还原为碘离子的催化位点。作为概念验证，采用ALD活化碳布的DSSC相比原始碳布器件，其转换效率提升了79%。该方案为开发适用于光电化学器件的地球储量丰富、高导电性且具有优异催化活性的碳基柔性对电极开辟了新途径。

    关键词： 无铂对电极，染料敏化太阳能电池，碳布，原子层沉积，氧化锌

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 燃烧处理的NiO/原子层沉积TiO2双层作为高效全无机CsPbIBr2太阳能电池的新型低温电子传输材料

    摘要： 低温原子层沉积（ALD）TiO?电子传输层（ETL）在全无机钙钛矿太阳能电池（如基于CsPbIBr?的器件）中极具应用前景。然而ALD TiO?与CsPbIBr?之间非理想的界面能级匹配，以及制备上层CsPbIBr?薄膜时ALD TiO?中伴随产生的缺陷，严重制约了最终电池的性能。本研究报道了一种新型ETL设计——将ALD TiO?与低温燃烧法制备的NiO复合。虽然底层NiO层具有p型导电性并作为传统空穴传输层（HTL），但NiO/ALD TiO?双层结构作为ETL时具有更少的陷阱态、与CsPbIBr?薄膜更大的导带最小值（CBM）偏移，且光学透过率与单一ALD TiO? ETL相当。优化后的CsPbIBr? PSC器件实现了9.71%的卓越光电转换效率和1.272 V的光生电压，两项指标均超越单一ALD TiO? ETL器件，甚至优于溶胶-凝胶TiO? ETL器件。本工作验证了NiO/ALD TiO? ETL对CsPbIBr? PSC的优异适用性，从而为通过传统HTL与ALD TiO?层复合开发更多低温ETL提供了可行路径。

    关键词： NiO/TiO2双层膜，原子层沉积，低温，全无机CsPbIBr2太阳能电池，溶液燃烧法，电子传输材料

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • ZnO:Ti的原子层沉积：生长机制及其作为硅纳米线太阳能电池中高效透明导电氧化物的应用

    摘要： 在寻找氧化铟锡（ITO）替代材料的过程中，通过原子层沉积（ALD）技术合成了掺钛氧化锌（TZO）薄膜，并将其作为n型透明导电氧化物（TCO）应用。研究通过在氧化锌基质中引入二氧化钛生长循环，利用四异丙醇钛（TTIP）、二乙基锌和水制备了TZO薄膜。优化了前驱体引入顺序、循环比和薄膜厚度等工艺参数。采用多种表征技术分析了沉积态薄膜的表面形貌、元素化学计量比、光电性能和结晶度。首次通过原位石英晶体微天平测量研究了生长机制，证实了钛插入模式因前驱体引入方式而异，以及TTIP对Zn-Et表面基团的刻蚀作用。72纳米厚薄膜获得了低至1.2×10?3 Ω·cm的电阻率和可见光区>80%的透射率。最后报道了ALD-TZO作为TCO的首次应用——成功将其作为硅纳米线太阳能电池的顶电极。TZO薄膜的独特性能与ALD技术实现的共形覆盖相结合，使电池展现出近乎平坦的外量子效率（EQE）响应，优于溅射ITO顶电极器件中观察到的钟形EQE曲线。

    关键词： 总拥有成本、硅纳米线太阳能电池、n型、ZnO:Ti（掺钛氧化锌）、原子层沉积、石英晶体微天平研究

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 金属-绝缘体-半导体电容器中电流传导的动态空间电荷控制场发射模型

    摘要： 本研究建立了一种考虑电压应力导致绝缘体电荷时变特性的动态空间电荷控制场致发射（SCC-FE）模型，用于分析全测量电压范围内绝缘体的电流传导特性，实验与仿真结果高度吻合。该分析采用预应力样品对准确评估绝缘体电子亲和能至关重要：原子层沉积（ALD）法在200°C和450°C下制备的GaN基Al2O3薄膜电子亲和能分别为1.65 eV和1.93 eV，在SiO2/Si基底上则分别为1.65 eV和1.83 eV。通过本方法进行的偏压不稳定性分析表明，高温（450°C）ALD工艺能提升Si和GaN金属-绝缘体-半导体（MIS）电容器的电压应力耐受性。分析还揭示高温Al2O3薄膜的GaN电容器其偏压应力诱导平带电压漂移主要源于衬底附近的Al2O3电荷，这为提升GaN电容器偏压稳定性提供了重要线索。本动态SCC-FE分析方法可推广至其他宽禁带半导体（WBGS）电容器，在分析栅极绝缘体特性及各类WBGS MIS场效应晶体管的诸多可靠性问题方面具有重要价值。

    关键词： 氧化铝薄膜、偏置不稳定性、原子层沉积、动态空间电荷控制场发射、金属-绝缘体-半导体电容器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过钙钛矿太阳能电池的活性封装实现界面改性以增强运行稳定性

    摘要： 封装层通常是光伏器件中提供外部刺激降解防护的被动组件。本文通过综合物理分析揭示了非晶氧化铝（ALD法制备）封装层在混合钙钛矿[(FA0.83MA0.17)0.95Cs0.05PbI2.5Br0.5]光伏器件（结构：玻璃/FTO/SnO2/钙钛矿/spiro-OMeTAD/Au/(6)Al2O3）中表现出的显著非被动活性特性——该封装层本应仅起被动防护作用。结合多种电学表征技术发现：ALD化学过程会显著增强空穴传输层spiro-OMeTAD的电导率，从而改变钙钛矿/HTM界面电子特性。这种改性界面能更高效提取空穴并减少界面离子累积，在持续运行过程中既大幅降低老化衰减，又基本保持电荷传输参数稳定。与未封装器件相比，Al2O3涂层器件中修饰的电子结构是性能稳定性提升的主要原因。数据显示：未封装器件中spiro-OMeTAD/钙钛矿界面的离子累积会引发器件性能退化，继而诱发材料劣化；而主动封装可有效避免这一过程。

    关键词： 封装，氧化铝，原子层沉积，操作稳定性，钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于包层光剥离器的光纤氧化锆薄膜原子层沉积

    摘要： 包层光剥离器是高功率光纤激光器中的关键部件，用于消除可能扭曲光束质量甚至损坏整个光纤激光系统的不必要包层光。本研究首次采用原子层沉积系统，在光纤上制备了40纳米厚的氧化锆涂层包层光剥离器件。通过扫描电子显微镜(SEM)和椭偏仪技术确认了氧化锆涂层的厚度，并采用波长色散X射线光谱技术进行了元素分析。拉曼光谱和XRD数据证实原子层沉积生长的氧化锆薄膜结构主要为非晶态。使用长度为8.5厘米和15.5厘米的氧化锆薄膜制成的包层光剥离器件，分别能去除约30%(~1.5 dB)和40%(~2.3 dB)的不必要包层光。

    关键词： 氧化锆，原子层沉积，包层光剥离器，薄膜，光纤激光器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 双壳层RbLi(Li3SiO4)2:Eu2+@Al2O3@ODTMS荧光粉作为高功率LED背光源的稳定绿色发射体

    摘要： 发光材料的稳定性是其在白光发光二极管（LED）中实际应用的关键因素。尽管窄带绿色发光RbLi(Li3SiO4)2:Eu2+（RLSO:Eu2+）荧光粉具有优异的热猝灭稳定性，但其较差的化学稳定性阻碍了进一步商业化。本文提出一种高效?；し桨福和ü蔷珹l2O3表面包覆与十八烷基三甲氧基硅烷（ODTMS）疏水改性相结合，构建耐湿型双壳层RLSO:Eu2+@Al2O3@ODTMS复合材料。研究揭示了Al2O3无机层与硅烷有机层在荧光粉表面的生长机制，该结构能显著提升窄带绿色发射体的水分稳定性。以该复合材料作为绿色组件的白光LED评估结果表明，RLSO:Eu2+@Al2O3@ODTMS是高性能显示背光的理想候选材料，这种双壳层策略为改善湿度敏感型荧光粉的耐湿性能提供了新途径。

    关键词： ALD（原子层沉积）、双壳结构、疏水性、LED背光源、荧光粉

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 双壳层RbLi(Li3SiO4)2:Eu2+@Al2O3@ODTMS荧光粉作为高功率LED背光用稳定绿色发射体

    摘要： 发光材料的稳定性是其在白光发光二极管（LED）中实际应用的关键因素。尽管窄带绿色发光RbLi(Li3SiO4)2:Eu2+（RLSO:Eu2+）荧光粉具有优异的热猝灭稳定性，但其较差的化学稳定性阻碍了进一步商业化。本文提出一种高效?；し桨福和ü蔷珹l2O3表面包覆与十八烷基三甲氧基硅烷（ODTMS）疏水改性相结合，构建耐湿双壳层RLSO:Eu2+@Al2O3@ODTMS复合材料。研究了Al2O3无机层与硅烷有机层在荧光粉表面的生长机制，该结构能显著提升这种窄带绿色发射体的耐水性。以该复合材料作为绿色组分制备的白光LED评估结果表明，RLSO:Eu2+@Al2O3@ODTMS是高性能显示背光的理想候选材料，这种双壳层策略为改善湿度敏感型荧光粉的耐湿性能提供了新途径。

    关键词： ALD（原子层沉积）、双壳结构、疏水性、LED背光源、荧光粉

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于高效钙钛矿单结及钙钛矿/硅叠层太阳能电池的金属氧化物原子层沉积

    摘要： 研究了掺铝与未掺铝的氧化锌薄膜作为钙钛矿单结及钙钛矿/硅叠层太阳能电池正背面接触材料的潜力。这些薄膜通过原子层沉积法（ALD）在低温（<200°C）衬底温度下制备而成。XRD和SEM测试证实，所沉积薄膜具有单相纤锌矿结构且结晶良好，展现出优异的均匀性与低表面粗糙度。在标准生长速率下，必要的材料表征实现了兼具低电阻率与高光学透过率的优质薄膜。通过光谱椭偏仪测量获取沉积薄膜的复折射率，用于研究钙钛矿单结及钙钛矿/硅叠层太阳能电池的光学特性。采用三维时域有限差分法模拟研究了其光学性能，并提供了实现高短路电流密度钙钛矿太阳能电池的指导方案。此外，还给出了实现短路电流密度超过20 mA cm?2、潜在能量转换效率突破31%的钙钛矿/硅叠层太阳能电池的详细技术指南。

    关键词： 氧化锌、串联太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、原子层沉积、光学模拟

    更新于2025-09-23 15:19:57