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oe1(光电查) - 科学论文

9 条数据
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  • 基于PEDOT:PSS/β-Ga2O3有机/无机p-n结的高响应度、高抑制比自供电日盲紫外光电探测器

    摘要： 基于无机/有机杂化p-n结，我们提出了一种具有高抑制比的高响应度自供电日盲深紫外（DUV）光电探测器。得益于高结晶度的β-Ga2O3和优异的透明导电聚合物PEDOT:PSS，该器件在无任何电源供电的情况下，在245 nm波长处展现出2.6 A/W的超高空载响应度，并具有255 nm的陡峭截止波长。该响应度远超以往日盲DUV光电探测器。此外，该器件展现出高达103的日盲/紫外抑制比（R245 nm /R280 nm），比现有Ga2O3基日盲光电探测器报道的平均值高出两个数量级。该光电探测器还具有仅17 nm宽度的窄带通响应特性。这项工作对于开发面向未来节能光电器件的高波长选择性、低成本DUV光电探测器具有重要价值。

    关键词： 自供电、PEDOT:PSS/β-Ga2O3、等离子体学与光电子学、有机/无机p-n结、能量转换与存储、高抑制比、高响应度、日盲紫外光电探测器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 光还是热：在太阳能电池工作条件下，是什么导致了卤化铅钙钛矿的衰亡？

    摘要： 我们首次系统评估了多种复杂铅卤化物APbX3（包含不同一价阳离子A=CH3NH3+、[NH2CHNH2]+、Cs+和卤素阴离子X=Br、I）的本征光热稳定性，采用了一系列分析技术，如紫外-可见光谱和X射线光电子能谱、X射线衍射、EDX分析、原子力与扫描电子显微镜、ESR光谱及质谱。研究表明，即使在无氧无湿条件下，热应力和光照浸泡仍会导致钙钛矿薄膜严重降解。复杂铅卤化物的稳定性排序为：MAPbBr3<MAPbI3<FAPbI3<FAPbBr3<CsPbI3<CsPbBr3，由此表明全无机钙钛矿是最具前景的稳定钙钛矿太阳能电池吸光材料。研究发现复杂铅卤化物的稳定性与其结构中所含一价阳离子卤化物的挥发性存在重要关联，该规律为设计具有显著提升稳定性的新型复合金属卤化物提供了重要指导。

    关键词： 等离子体学与光电子学、光热稳定性、太阳能电池工作条件、能量转换与存储、卤化铅钙钛矿

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 无迟滞钙钛矿太阳能电池中核/壳纳米晶体调控载流子动力学，实现约20%效率与长时运行稳定性

    摘要： 有机卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的环境稳定性、迟滞效应和陷阱态与层间界面及晶界的影响相关。巧妙引入Cu2ZnSnS4（CZTS）和Au/CZTS核壳纳米晶体（NCs）可实现同时提升PSCs性能与环境稳定性的目标。通过优化光活性层中Au/CZTS NC的尺寸与浓度，在环境空气中稳定性超过800小时的前提下，功率转换效率可提升至19.97±0.6%，而未改性器件仅为14.46±1.02%。CZTS与钙钛矿的高效载流子生成配合Au的等离子体效应，使载流子密度显著增加（瞬态吸收光谱验证）。NCs通过合适的能带排列促进界面电荷转移，并消除金属Pb0、表面缺陷或杂质位点等复合中心。NC嵌入还能增大钙钛矿晶粒尺寸并辅助填补针孔，降低陷阱态密度。

    关键词： 载流子动力学、钙钛矿太阳能电池、等离子体学、光电子学、能量转换与存储、运行稳定性、无迟滞效应、核壳纳米晶体

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 单个染料分子与单个等离子体纳米颗粒耦合的光谱整形

    摘要： 荧光分子对其局部环境高度敏感。因此，位于等离子体纳米颗粒附近的荧光分子会因局部电场和局域态密度的改变而使其固有发射光谱发生形变。通过避免系综平均效应，同时测量荧光团超分辨位置及其发射光谱，单分子高光谱成像技术能独特地区分光谱变化与异质系综效应。我们首次利用高光谱超分辨荧光成像技术，揭示了单个金纳米颗粒近场耦合导致的单分子荧光发射光谱形变现象，并解析了这种光谱形变与纳米颗粒/染料光谱重叠度及间距的函数关系。研究发现，比等离子体共振峰更蓝的染料会发生红移，而更红的染料则发生蓝移。主要振动峰跃迁概率向次级振动峰偏移，导致有效发射峰最大值偏移超过50纳米。我们通过结合超分辨高光谱成像与全场电磁模拟，阐明了这些光-物质相互作用机制。

    关键词： 等离子体纳米粒子，单分子高光谱成像，光电子学，能量转换与存储，荧光发射光谱重塑，等离子体学

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 钙钛矿太阳能电池中光电流退化的自修复：缺陷俘获激子的作用

    摘要： 溶液法制备的卤化铅钙钛矿已成为光电器件应用中最具前景的材料之一。然而，这类材料在长时间光照下稳定性欠佳。最新实验研究发现卤化铅钙钛矿存在光激活的光电流衰减与自修复现象，这对解决其光稳定性问题具有重要启示意义。遗憾的是，该实验现象的物理本质尚不明确。本研究提出了一套第一性原理理论，可完整阐释所有关键实验发现。通过聚焦缺陷捕获激子，该理论合理解释了自修复过程的快慢时标差异、光电流衰减与恢复的动态对比关系，以及两个竞争过程的陡峭温度依赖性。我们进一步预测，相同自修复现象在其他卤化铅钙钛矿中同样存在且恢复时标更快。本研究为阐明钙钛矿中缺陷调控的激发动力学提供了通用理论框架。

    关键词： 能量转换与存储、等离激元学与光电子学

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 能量无序对聚合物：富勒烯太阳能电池开路电压影响的动力学蒙特卡罗研究

    摘要： 限制有机太阳能电池（OSC）效率的一个主要因素是开路电压（Voc）较低。现有理论研究将Voc与电荷转移（CT）态和非辐射复合联系起来。然而，在实际的体异质结有机太阳能电池中，形貌和能量无序也会对Voc产生显著影响。本工作通过动力学蒙特卡罗方法研究了能量无序对最大Voc的影响。我们计算了不同能量无序条件下的准费米能级分裂，并分析了给体-受体界面处的能量无序以及位点能量相关性对Voc的影响。结果表明，界面强烈控制着最大Voc。当界面无序度较高时，电荷密度和非成对复合增加，Voc降低。此外，相关形貌会提高最大Voc并减弱能量无序的影响。

    关键词： 开路电压、动力学蒙特卡罗方法、能量转换与存储、等离子体学与光电子学、聚合物：富勒烯太阳能电池

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 时间域第一性原理模拟揭示铯钛卤化物双钙钛矿中掺杂剂对电子-空穴复合的调控：共掺杂优于单掺杂

    摘要： 我们采用非绝热（NA）分子动力学结合含时密度泛函理论，模拟了本征及掺杂的无铅双钙钛矿Cs2TiBr6中的电子-空穴复合过程。研究表明：用硅和/或氯部分替代钛和/或溴可延长载流子寿命。值得注意的是，尽管掺杂不会改变Cs2TiBr6的本征带隙，但能避免深能级陷阱——通过减小电子-空穴波函数重叠降低非绝热电子-声子耦合，以及由轻掺杂剂诱导的快声子模式加速退相干，从而抑制电子-空穴复合。更重要的是，共掺杂可降低硅的形成能并实现更高掺杂浓度，有望进一步延长寿命。本研究为设计高性能全无机无铅钙钛矿太阳能电池提供了通过共掺杂减少能量损失的有效策略。

    关键词： 共掺杂、电子-空穴复合、单掺杂、能量转换与存储、卤化铯钛双钙钛矿、等离子体光学与光电子学、时域第一性原理模拟、掺杂剂调控

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 电子-声子耦合对甲基铵铅碘钙钛矿电子性质的影响

    摘要： 温度会显著影响甲胺铅碘（CH3NH3PbI3）吸收体的太阳能效率，即便在单一相稳定范围内，系统电子结构的变化也会导致这种效应。本文采用第一性原理密度泛函理论，研究了CH3NH3PbI3四方相和正交相的电子能带结构随温度的变化规律。通过蒙特卡洛方法计算了全阶电子-声子相互作用——考虑到二阶艾伦-海涅-卡多纳理论在电子-声子耦合中并不适用，这种计算方式是必要的。结果表明能带间隙随温度升高而增大，与实验数据高度吻合。我们证实非谐效应仅在四方-立方相变温度附近起重要作用。研究还发现温度对有效质量和拉什巴耦合具有显著影响：室温条件下，电子-声子耦合使能带有效质量增至T=0K时的两倍，同时使拉什巴耦合强度减半。这些结果凸显了电子-声子耦合对杂化钙钛矿电子特性的重要影响。

    关键词： 能量转换与存储、甲基铵铅碘钙钛矿、等离子体学与光电子学、电子-声子耦合、电子特性

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 为机器学习和材料设计合理化钙钛矿数据

    摘要： 机器学习因大量钙钛矿可形成性数据的可用性，近期被用于新型钙钛矿设计?？煽拷峁谀芫】赡芙沂静牧媳局实挠行Э尚攀?。本研究开发了一套流程，用于判定实验中存在且存储于Materials Project数据库内、所有化学式为ABX3和(A′A′′)(B′B′′)X6的化合物的可形成性。我们的结果大幅扩充了钙钛矿可形成性数据，并修正了先前ABO3化合物数据中可能存在的错误。此外，采用多模型方法的机器学习识别出当前实验数据中可形成性结果存疑的A2B′B′′O6化合物，因此需要进一步实验验证。这项工作为清理钙钛矿可形成性数据、开展未来可靠的机器学习研究铺平了道路。

    关键词： 钙钛矿、能量转换与存储、机器学习、等离子体光学与光电子学、材料设计

    更新于2025-09-09 09:28:46