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基于GaxSe10-x的太阳能电池：提升其性能参数的一些替代方案
摘要： 我们报道了提升硒基衍生物太阳能电池性能的策略。为此，在热蒸镀的GaxSe10-x基太阳能电池中，以氟掺杂氧化锡（FTO）为基底沉积基于ZnO纳米颗粒的致密薄膜作为电子传输层。ZnO纳米颗粒薄膜通过溶胶-凝胶法合成，而GaxSe10-x材料则通过机械合金化获得。利用电流-电压测量、阻抗谱和电容-电压特性分析，揭示并讨论了器件特性与性能限制因素。特别地，使用ZnO纳米颗粒不仅提升了器件性能，还增强了长期稳定性。与结构为FTO/Se/Au（光电转换效率0.98%）的纯硒器件相比，在100 mW/cm2 AM 1.5 G光照下，结构为FTO/ZnO/GaSe9/Au的器件实现了2.7%的光电转换效率（开路电压0.71 V，短路电流7.9 mA/cm2），较纯硒器件提升约175%。此外，还讨论了活性层厚度及合金中镓含量等其他参数的影响。
关键词： 硒化镓、太阳能电池、氧化锌纳米粒子、电模量谱学
更新于2025-10-22 19:40:53
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利用扫描探针显微镜技术探测垂直范德华p-n结中的层间激子
摘要： 二维（2D）半导体凭借单维度强限域效应展现出卓越的光电特性。本研究采用电流传感原子力显微镜（CSAFM），对由双层n型MoS2与少层p型GaSe垂直堆叠构成的p-n结中层间激子进行了研究。该p-n界面通过机械剥离法制备于高定向热解石墨（HOPG）基底上，由此形成的异质结构构成了理想的分层体系——HOPG作为电学表征的底电极接触层。在CSAFM模式下，自制金探针作为顶电极接触。基础二极管测试显示：该p-n界面在±1V偏压下呈现显著整流特性（整流比达10^4）。I-V特性曲线表明，在低于带隙能量的激发条件下会产生填充因子为0.55的明显光伏效应，该现象可归因于界面处层间激子解离。密度泛函理论（DFT）计算证实该异质结构存在层间激子形成可能：GaSe价带与MoS2导带在约1.5eV能级贡献了界面特有态。p-n界面的光致发光测量为该能级的激子跃迁提供了实验证据。最后，785nm激发波长下的界面光电流成像证实了此类激子的高效提取。本研究为范德华异质结构中层间激子辅助的未来二维光电器件及光捕获应用开辟了新途径。
关键词： 光电子学、范德瓦尔斯异质结、硒化镓、密度泛函理论、二硫化钼、层间激子、p-n结
更新于2025-09-23 15:23:52
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铟锡氧化物（ITO）/铜铟镓硒（CIGS）界面结构与电学性能的调控及其在透明背接触中的应用
摘要： 对于双面Cu(In,Ga)Se2(CIGS)光伏器件而言，开发透明导电氧化物(TCO)背接触层对CIGS吸收层至关重要。然而TCO/CIGS界面处GaOx的形成阻碍了光生载流子的提取。本研究通过调控钠掺杂方案证明：无论是否形成GaOx，铟锡氧化物(ITO)/CIGS背接触层的空穴传输性能均可显著提升。在GaOx形成阶段，来自玻璃基底的钠掺入会在界面产生缺陷态，从而实现CIGS的高效空穴提??；而GaOx形成后的后处理钠掺杂则无此效果。此外我们发现，通过减薄底层ITO薄膜厚度可制备近乎无GaOx的界面，这表明ITO/CIGS结本质上是肖特基结。在无GaOx条件下，后处理钠掺杂能通过界面导电通道的生成消除肖特基势垒并形成欧姆接触——该结论得到了光致发光分析的有力佐证。
关键词： 肖特基势垒，氧化铟锡，光伏，钠掺杂，硒化镓(Ga)Se2，欧姆接触，氧化镓(GaOx)，透明导电氧化物，铜铟(Cu(In)
更新于2025-09-23 15:22:29
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用于1.04微米锁模掺镱光纤激光器的硒化镓可饱和吸收体
摘要： 过渡金属二硫化物（如二硫化钨(WS?)和二硫化钼(MoS?)）是高度各向异性的层状材料，因其独特的物理特性可能对石墨烯和其他半导体材料形成补充，从基础研究到实际应用均受到日益关注。研究发现硒化镓(GaSe)纳米片具有宽带非线性可饱和吸收特性，通过在侧抛光纤上沉积GaSe纳米片制备了可饱和吸收体。得益于微弱的倏逝场和较长的相互作用长度，GaSe纳米片未暴露于高强度光场中，使得该可饱和吸收体能在高功率工况下工作。这些可饱和吸收体被用于锁模色散管理孤子光纤激光器。
关键词： 色散管理孤子，光纤激光器，锁模，硒化镓
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用高功率激光束对硒化镓进行图案化处理
摘要： 我们报道了高功率激光对二维（2D）范德华材料硒化镓（GaSe）化学、物理及结构特性的改性研究。结果表明，与预期及既往报道相反，高功率激光束边缘区域的GaSe并未完全分解为硒（Se）和氧化镓（Ga2O3）。意外发现的是，Raman信号在原本不应存在的区域出现增强。原子力显微镜（AFM）、介电力显微镜（DFM）、扫描电子显微镜（SEM）及能量色散X射线光谱（EDX）结果显示，激光辐照诱导了纳米颗粒的形成。分析证实，除少量Ga2Se3外，这些纳米颗粒仍属GaSe相但具有不同电学与光学特性——其拉曼强度增强现象源于与激发激光的近共振条件相关。元素分析显示纳米颗粒中硒相对含量从化学计量比GaSe的50%提升至70%，该元素变化与边缘附近某些区域通过拉曼光谱鉴定的Ga2Se3相形成有关。进一步利用GaSe的局域高功率激光加工，通过硝酸银溶液处理诱导形成Ag-GaSe纳米结构。硝酸银与激光辐照GaSe的选择性反应产生了复合纳米结构，展现出原始二维材料所不具备的光催化活性。通过原位拉曼光谱检测4-硝基苯硫酚转化为氨基及二聚体形式，验证了该光催化活性。本研究深化了对层状体系中光-物质相互作用的理解，为制备具有附加功能的激光诱导复合材料提供了新途径。
关键词： 硒化镓、光催化活性、纳米粒子、高功率激光、拉曼光谱
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光激发下硒化镓的非线性光学吸收
摘要： 实验研究了GaSe晶体在高光激发水平下的非线性吸收特性。采用Nd:YAG激光器（基频和倍频，1064及532纳米）与液体激光器（调谐范围594-643纳米）作为激发光源。研究表明：在高光激发条件下，GaSe晶体的吸收谱、发光谱和光电导谱中激子共振区所呈现的特征现象，可通过激子-激子相互作用及自由载流子对库仑作用的屏蔽效应来解释。
关键词： 硒化镓、光电导性、非线性吸收、发光
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过气相沉积法有效控制合成硒化镓纳米片
摘要： 通过调控前驱体中镓/硒化镓(Ga/GaSe)比例，本研究实现了具有多种形貌和尺寸的高质量单层硒化镓(GaSe)纳米片的气相生长。基于密度泛函理论计算和动力学Wulff构造理论建立的模型，成功阐释了所观察到的GaSe纳米片形貌演变规律。结果表明镓/硒比例对晶畴形貌与尺寸的演化起关键作用。此外，所制备的GaSe纳米片展现出优异性能：光响应时间低于0.7毫秒，响应度高达3000 A/W。该研究为二维GaSe纳米片的可控生长提供了全新策略，在下一代光电子器件领域具有重要应用前景。
关键词： 形貌演化、硒化镓、光电探测器、生长动力学、可控生长
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于二维层状硒化镓纳米片的三端忆阻晶体管在低功耗电子器件中的潜在应用
摘要： 近期，一种融合忆阻器与场效应晶体管（FET）概念、以二维层状材料为活性半导体层的多端混合系统——忆阻晶体管被提出。该类器件中，栅极电压不仅能调控所制备FET的传输特性，还可调节忆阻器的电阻开关（RS）行为。本研究采用机械剥离法制备二维层状硒化镓（GaSe）纳米片，构建了基于GaSe的三端忆阻晶体管。使用银电极时，该忆阻器呈现非易失性双极性电阻开关特性。更重要的是，在空气中暴露一周后，其开关比显著提升至5.3×10?，阈值电场低至约3.3×102 V/cm。这种超低阈值电场可能源于p型GaSe中本征镓空位的低迁移能。此外，该器件同时具备长期保持特性（~10?秒）和高循环耐久性（~5000次）。因此，这种二维GaSe三端忆阻晶体管具有高开关比、超低阈值电场、优异耐久性和长期保持性等高性能特征。更值得注意的是，该器件展现出电阻开关特性的栅极可调性，有望应用于从非易失存储器、逻辑器件到神经形态计算等低功耗、多功能多端电子器件领域。
关键词： 忆阻晶体管、忆阻器、二维材料、硒化镓、电阻开关
更新于2025-09-04 15:30:14