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oe1(光电查) - 科学论文

36 条数据
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  • 通过嵌入式等离子体超表面调控半导体衬底载流子动力学增强光电导天线太赫兹发射带宽

    摘要： 本文展示了一种通过调控半导体表面载流子动力学来增强半导体基光电导天线（PCA）太赫兹（THz）发射带宽的技术。PCA的带宽受限于光生载流子的衰减过程，在半绝缘砷化镓（SI-GaAs）中该过程约为50皮秒量级。研究表明，在PCA光电导间隙中嵌入等离子体超表面结构，可使发射带宽提升超过50%。这是因为这些纳米结构作为光生载流子的局部复合位点，有效缩短了载流子寿命。此外，缺陷位点降低了终端电流，从而减少了器件中的焦耳热效应。该超表面还能促进激发红外光更高效地耦合至PCA，进而提高器件的光-THz转换效率。

    关键词： 载流子动力学、等离子体超表面、带宽增强、光电导天线、太赫兹

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 通过优化给体和受体相中的单个纳米结构，实现高效四元有机太阳能电池

    摘要： 富勒烯衍生物（PC71BM）和高结晶性分子（DR3TBDTT）被引入基于PTB7-Th:FOIC的有机太阳能电池（OSCs）中，共同构建经过纳米结构优化的四元共混体系。PC71BM作为分子调节剂和相修饰剂，促进FOIC形成"头对头"分子堆积并中和过量FOIC晶粒。FOIC与PC71BM的混合形成了多尺度修饰形貌，而DR3TBDTT分散于PTB7-Th基质中以增强给体结晶度并提高畴纯度。形貌表征凸显了给体与受体独立优化纳米结构的重要性，这有助于实现高效的空穴和电子传输，从而提升载流子迁移率并抑制非辐射复合。由此，四元器件实现了13.51%的功率转换效率，比二元器件（PTB7-Th:FOIC）提高了16%。本研究表明，采用四元策略同步优化给体和受体相是实现高效有机太阳能电池的可行途径。

    关键词： 载流子动力学、四元有机太阳能电池、层级形貌优化、富勒烯、非富勒烯

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 苝二酰亚胺聚合物太阳能电池中氟调控对形貌、能量损耗及载流子动力学的影响

    摘要： 我们研究了骨干氟化效应对体异质结（BHJ）聚合物太阳能电池（PSCs）的影响，采用低氟聚合物PBDTT-FTTE与高氟聚合物PBDTTF-FTTE作为给体材料，搭配三维"螺旋桨型受体"酞菁二酰亚胺（PDI）Ph(PDI)3。相较于PBDTT-FTTE:Ph(PDI)3器件，PBDTTF-FTTE:Ph(PDI)3器件的功率转换效率（PCE）提升超过50%（最高达9.1%）。这一增强效应源于模板作用导致的结构优化相分离，表现为能量损失降低、电子迁移率提高、自由电荷寿命与产率增加以及双分子复合减弱——这些通过UPS、AFM、TEM、GIWAXS、SCLC、光强依赖测量及飞秒/纳秒瞬态吸收（TA）光谱得以量化证实。在PBDTTF-FTTE中，基态与激子态的DFT计算偶极取向近乎反平行，这解释了其更长的自由电荷寿命、最小化的复合损耗及降低的激子结合能。相比低氟PBDTT-FTTE:Ph(PDI)3对照体系，PBDTTF-FTTE:Ph(PDI)3的性能提升幅度以及整体PSC表现均优于相应的PC71BM和ITIC-Th基电池。

    关键词： 苝二酰亚胺，能量损失，氟调谐，载流子动力学，形貌，聚合物太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 高密度InGaAs/GaAs表面量子点的横向载流子转移

    摘要： In(Ga)As表面量子点(SQDs)是表面敏感检测应用的有力候选者。因此，要理解基于此类SQD结构的物理特性和器件性能，载流子动力学研究不可或缺。本研究通过光谱测量探究了高密度InGaAs/GaAs SQDs在具有相似埋入量子点(BQDs)的混合纳米结构中相邻量子点(QDs)间的横向载流子转移。光致发光(PL)和瞬态光致发光(TRPL)光谱表明：在10K温度下，SQDs既呈现层内激子转移，又表现出向表面态的强载流子转移。这使得SQDs在能带填充和发射能量相关的载流子寿命方面展现出独特光学特性。此外，光致发光激发(PLE)光谱揭示了SQDs的润湿层吸收特征，该特征为热激活载流子在SQDs间转移并最终逃逸出SQD层提供了通道。这些研究深化了我们对InGaAs SQDs载流子动力学的认知，有助于开发新型表面敏感传感器。

    关键词： 表面量子点、横向载流子转移、载流子动力学、光致发光

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 定制界面晶体晶面以实现高效CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池

    摘要： 界面工程通常是实现高效钙钛矿太阳能电池（PSCs）的必要条件。然而，现有的界面工程方法不可避免地会在PSCs中引入额外的修饰层，这不仅使器件结构与制备流程复杂化，还增加了生产成本。本研究提出通过调控卤化铅钙钛矿薄膜（特别是其界面晶面）的本征特性来实现PSCs界面工程的新策略。具体而言，我们采用溶液介导的二次生长（SSG）技术对CH3NH3PbI3 PSC的界面晶面进行精准调控。通过控制SSG温度可实现界面晶面的精确调控——当优化温度为60°C时，CH3NH3PbI3薄膜的界面晶粒能完全从由(100)和(112)晶面包围的十二面体结构转变为(110)和(002)晶面包围的立方体结构，同时保持薄膜的晶体相和化学组成不变。更重要的是，这种转变使优化后的CH3NH3PbI3 PSC平均光电转换效率从16.51±0.64%显著提升至18.40±0.67%，这得益于载流子复合的显著抑制与提取效率的增强。

    关键词： 载流子动力学、界面工程、钙钛矿太阳能电池、晶体晶面、溶液介导的二次生长

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 金纳米颗粒修饰的过渡金属二硫化物纳米片中的等离激元热空穴转移

    摘要： 本研究利用瞬态吸收光谱技术（TA），探究了金纳米颗粒（AuNP）修饰的单层至少层过渡金属二硫化物（TMD）纳米片中的光生载流子动力学。TA检测发现，在共价键合AuNP修饰的MoSe?和WSe?中均存在长寿命光诱导吸收（PIA）特征。这种长寿命PIA特征仅源于AuNP修饰的MoSe?和WSe?中Au的直接带间激发，而不会出现在带内激发过程或AuNP修饰的MoS?与WS?中?；赬射线/紫外光电子能谱及既有理论研究，我们提出该PIA信号源自AuNP向相邻TMD的热空穴转移，从而形成电荷分离态。这表明金属-半导体界面的电荷分离可用于延长带间激发产生的热空穴寿命。该发现可能为利用等离激元耗散路径产生适用于太阳能驱动光捕获与催化的长寿命载流子提供重要突破。

    关键词： 二硒化钼、热载流子、瞬态吸收、载流子动力学、带内跃迁、带间跃迁、超快光谱学

    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

  • 通过p-氨基苯甲酸界面修饰提升钙钛矿太阳能电池的开路电压

    摘要： 多种界面工程方法被证明能有效提升有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（PSCs）的性能。本文报道了通过旋涂对苯胺基苯甲酸（PABA）层修饰PSC光活性层CH3NH3PbI3（MAPbI3）的方法，该方法可显著提高器件的开路电压（VOC）、填充因子（FF）和光电转换效率（PCE）。最佳器件性能表现为：短路电流（JSC）22.83 mA cm?2、开路电压1.167 V、填充因子0.768、光电转换效率20.47%。光伏性能的提升归因于载流子陷阱态的抑制及钙钛矿薄膜形貌的改善。本研究展示了一种简单有效的器件性能优化方案，并揭示了PABA后处理对载流子动力学的影响机制。

    关键词： 载流子动力学、界面工程、对氨基苯甲酸、沉积后处理、有机-无机杂化钙钛矿

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 无电子传输层钙钛矿太阳能电池中的载流子动力学

    摘要： 更好地理解无电子传输层（ETL）钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的载流子动力学过程，有助于进一步挖掘钙钛矿潜力并设计相应器件结构。本研究采用扫描探针显微技术，探究了不同光照强度下无ETL钙钛矿/透明导电膜SnO2:F（FTO）接触界面在不同钙钛矿厚度条件下的特性。表面接触电势与局部电流值的变化证实钙钛矿/FTO接触界面存在强电荷转移现象?；诘缛?电压测量的Mott-Schottky分析表明，钙钛矿/FTO接触界面的界面特性与钙钛矿/TiO2/FTO结构相似，这使其成为制备无ETL PSCs的理想选择。截面表面电势降主要集中于CH3NH3PbI3/FTO异质结区域，表明无ETL PSCs中存在单一二极管结。此外，采用单边突变p-n++结模型阐释了钙钛矿/FTO接触界面的能级排列。本研究有助于理解载流子动力学过程，从而实现无ETL PSCs的高器件效率。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、载流子动力学、表面电势、扫描探针显微镜、异质结

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [IEEE 2018年第43届国际红外、毫米波和太赫兹波会议（IRMMW-THz2018） - 日本名古屋（2018年9月9日-2018年9月14日）] 2018年第43届国际红外、毫米波和太赫兹波会议（IRMMW-THz） - SnS?单晶与垂直纳米结构中的载流子动力学：边缘的作用

    摘要： SnS2是范德华二维层状材料家族中的一员。其适中的带隙、环境稳定性及高载流子迁移率使其在太阳能转换应用中颇具吸引力。我们探究了将SnS2纳米结构化为垂直排列纳米片以增加表面积后，与块体SnS2相比对光注入载流子寿命和微观导电性的影响。增大的表面积和边缘的存在有利于提升SnS2光阳极的性能效率，但代价是表面和边缘态的载流子捕获增加。

    关键词： 太赫兹光谱学、范德华材料、二硫化锡、载流子动力学、纳米结构化

    更新于2025-09-11 14:15:04