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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 光/热活化后具有本征紫外-短波红外光电响应的紫精基二维半导体定向自组装

    摘要： 将半导体的光响应范围扩展至整个紫外-可见光（UV）-短波近红外（SWIR）区域（约200-3000纳米），对于降低光电探测器复杂度与成本或提升太阳能电池光电转换效率具有重要意义。目前已知有机半导体材料的光响应上限约为1800纳米，远未覆盖紫外-SWIR波段。本研究开发出氰根桥联层间导向插层策略，获得了一系列具有多光谱响应特性的双紫精基二维半导体材料。通过将具有近平面结构的氧化还原活性N-甲基联吡啶阳离子夹在氰根桥联的MnII-FeIII或ZnII-FeIII层间，无限π堆叠的N-甲基联吡啶组分间产生的自由基-π相互作用有效拓展了吸收范围。这两种半导体材料在光照/加热条件下均呈现稳定的自由基生成及光热致变色现象，其本征光电流响应范围至少覆盖355-2400纳米波长区间，超越了所有已报道的单组分有机半导体材料性能记录。

    关键词： 光响应、紫精基、半导体、紫外-短波红外、二维材料

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 硒化物半导体材料的制备及薄膜太阳能电池中的光电探测

    摘要： 近半个世纪以来，半导体技术作为现代高科技的核心取得了迅猛发展。基于半导体技术的新材料与各类功能器件影响着国家生产生活的方方面面。半导体材料的开发与应用是半导体技术发展的基础，也是无数研究者重要的动力与信心来源。本文选取两种具有优异材料特性的硒化物半导体进行重点研究，包括材料的可控制备与高性能光电器件功能的探索。首先采用热注入法制备Sb2Se3纳米棒，并通过形成半导体异质结和半导体掺杂成功解决了Sb2Se3纳米棒导电性低的这一关键缺陷?；诖耍菇诵阅苡乓斓腟b2Se3纳米棒基光伏原型器件。随后通过高温熔融法调控Sn掺杂Sb2Se3多晶半导体的导电性与光电导性?；谥票傅腟b2Se3基靶材，采用射频磁控溅射法制备Sb2Se3基薄膜，构建具有重要发展潜力的准同质结Sb2Se3薄膜太阳能电池。此外，采用热注入法实现纯相纳米花的可控制备，并结合成熟的硅基半导体技术，首次构建了高性能的γ-In2Se3/Si异质结光电二极管。

    关键词： 半导体

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 通过红树林树叶水提液一步法生物合成具有增强可见光光活性的Ag/AgCl@TiO?等离激元纳米复合材料

    摘要： 银/卤化银在异质结构纳米复合材料合成中近期备受关注。尽管具有重要价值，但银/卤化银纳米复合材料的绿色生物合成方法尚未见报道。本研究采用红树植物互花米草的水溶性叶提取物（ALE），通过简便的单步生物合成工艺制备了具有增强可见光光活性的Ag/AgCl@TiO?等离子体纳米复合材料。表征结果表明：ALE作为还原剂和稳定剂对纳米复合材料制备不可或缺。随着初始前驱体中ALE/AgNO?比例（R?）从0增至1.63，Ag/AgCl衍射峰逐渐显现且强度增加；同时AgNO?/正钛酸四乙酯比例（R?）对提升Ag/AgCl衍射峰强度具有促进作用。增大R?值可增强Ag/AgCl@TiO?的紫外光吸收强度并呈现更强吸收。生物合成纳米复合材料在可见光波长谱（400-600 nm）出现宽幅吸收峰（中心位于500 nm），这可能与Ag/AgCl纳米晶体中空间限域电子的表面等离子体共振效应有关。该增强吸收表明生物合成纳米复合材料在可见光区域具有光活性——实际应用中其在阳光下对曙红Y的降解效率达99.8%即证实了这一点。这种环保且低成本的生物合成方法有望替代传统工艺，用于制备具有增强可见光光活性的Ag/AgCl@TiO?等离子体纳米复合材料。

    关键词： 表面等离子体共振、半导体、可见光、生物合成、海芒果

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 金/氧化锡量子点的一锅简易合成及其可见光催化降解亚甲基蓝：等离子体效应的优化

    摘要： 发现并开发在可见光下具有优异性能的新型光催化剂，是解决若干环境与能源相关问题的关键步骤。本研究采用简便的一锅溶剂热法制备了一系列新型SnO?量子点/金（SQD/Au）纳米复合材料，系统表征了其结构、形貌、化学组成以及光学和光催化性能。金纳米颗粒（NPs）在SQD表面的分散可显著增强协同电荷转移机制，从而抑制光生电子-空穴对的复合并降低发射强度。特别地，当氯金酸负载量为100 mM的1.00 mL时，所制SQD/Au纳米复合材料在可见光照射150分钟内实现了99%的亚甲基蓝（MB）降解率，这归因于金纳米颗粒在可见光区的等离子体效应以及SQD作为电子阱接收光生电子的作用。此外，SQD与Au NPs之间形成的肖特基势垒提高了电荷分离效率，进而增强了光催化活性。研究还提出了SQD/Au纳米复合材料提升MB降解效率的可能光催化机理。

    关键词： 光催化、二氧化锡、金属-半导体、量子点、等离子体效应

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于第一性原理DFT对α和β-ZnP?的结构、弹性及光电性质的研究：光伏应用启示

    摘要： 二元II-VI族半导体是具有高度光学活性的材料，具备优异的本征机械与化学耐久性，其电子特性非常适合光电器件应用。其中，磷化锌（ZnP2）作为储量丰富的吸光材料，在太阳能转换领域极具潜力。我们采用标准密度泛函理论、Hubbard修正方法及屏蔽杂化泛函理论，系统研究了ZnP2四方相（α）和单斜相（β）的结构、力学及光电性能。通过键特性、带隙本质及吸收光谱分析，发现β相存在两种具有显著光伏性能差异的多晶型态（标记为β1和β2）：β1呈现金属化合物特征，而β2作为半导体材料预测其薄膜光伏吸光效率可达近10%；α相则被推定为间接带隙材料，计算效率仅限1%。我们还通过电子局域函数、投影态密度及投影晶体轨道哈密顿布居分析，深入解析了α与β-ZnP2类似化学键的特性。这些计算结果不仅解决了既往研究中的多项争议，更为磷化锌在光伏领域的应用奠定了坚实基础。

    关键词： 光伏技术、密度泛函理论、半导体、电子结构

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 透明半导体材料的激光加工

    摘要： 一种针对透明半导体材料的激光加工方法基于通过提高材料本征吸收边光谱范围内波长光的吸收率来实现热效应。本文从理论与实验两方面研究了材料吸收边波长范围内的激光辐射所引起的半导体材料吸收率增强现象。

    关键词： 阈值强度、基本吸收边、激光、半导体、脉冲

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 锗替代对Cu2ZnSnSe4薄膜特性及性能的影响及其采用单金属靶溅射加硒化法制备吸收层的太阳能电池

    摘要： 我们报道了通过单金属靶溅射加硒化工艺制备吸收层时，锗掺杂对Cu2ZnSnSe4太阳能电池性能的影响。当x值分别为0、0.05、0.1、0.15和0.2时，合成了[Ge]/([Ge]+[Sn])比例分别为0%、5%、10%、15%和20%的Cu2Zn(Sn1-xGex)Se薄膜。通过测量CZTGSe的结构、电学和光学特性随掺杂浓度的变化，研究了缺陷化学特性。随着CZTSe中锗含量的增加，器件性能得到提升。采用Ag/ITO/ZnO/CdS/CZTGSe/Mo/SLG叠层结构制备了太阳能电池。当锗含量为0%、5%、10%、15%和20%时，CZTGSe薄膜的效率分别为1.90%、2.35%、3.32%、4.64%和4.24%。通过在Mo底电极与CZTGSe吸收层之间引入NaF层形成Mo-NaF双层结构，转换效率进一步提升至7.23%。

    关键词： 锗，CZTSe，半导体，掺杂，薄膜

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 电镀镍铜太阳能电池激光结构化硅表面界面氧化层的微观表征

    摘要： 激光结构化钝化层开口处的光诱导电镀是硅太阳能电池正面金属栅线制备中替代银浆印刷的一种方法。其基本接触特性（如附着力和接触电阻）由激光结构化硅与电镀镍之间高度非均匀的界面决定。采用激光结构化和电镀工艺存在界面氧化层混入接触堆叠的风险。本文研究表明，无论是自然氧化层还是激光诱导氧化层的形成都会影响接触性能。虽然自然氧化层不会阻碍电镀过程中的金属沉积，但该研究揭示了其形成动力学会发生变化。已知界面氧化物会损害接触电阻，且有报道称电镀后退火可降低接触电阻。本文通过透射电子显微镜和能量色散X射线光谱分析，未观察到温度诱导的界面微观结构改变（如硅化物形成或非晶表面的金属诱导结晶），结果表明这种电阻降低应归因于界面氧化物电学特性的温度诱导变化。鉴于部分闭合的界面氧化层是激光结构化电镀接触的固有特征，本研究结果促使我们重新审视电镀后退火的目标。数据显示，在激光结构化电镀接触体系中，硅化物形成的有益影响被高估，而科学界对该接触堆叠的讨论却忽视了温度对残留界面氧化层的改性作用。

    关键词： 硅化物形成、半导体-金属界面、光伏电池、半导体器件可靠性

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 通过电子隧穿和非相干泵浦实现半导体三能级InAs/GaAs双量子点分子中的微弱拖曳效应

    摘要： 我们从理论上研究了半导体三能级InAs/GaAs双量子点分子中的横向和旋转光拖曳效应。研究未采用相干激光场，而是通过量子点间电子隧穿产生相干性。我们探讨了量子点间电子隧穿对横向和旋转光拖曳的影响，并发现向探测跃迁施加非相干泵浦场会改变亚光速与超光速的传播条件。观测结果表明：在超光速传播区域，光偏振态的运动方向与介质运动相反；而在亚光速传播区域，两者运动方向相同。

    关键词： 量子点分子、非相干泵浦、电子隧穿、半导体、光拖曳

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • MOCVD生长的自发AlGaAs超晶格上制造的MSM光电探测器具有改进的光谱和时间响应特性

    摘要： 报道了一种共面金属-半导体-金属非对称背靠背肖特基二极管光电探测器，该器件采用金属有机气相外延技术在GaAs(100)衬底上生长的天然超晶格AlGaAs材料。研究发现，基于超晶格的器件在探测效率和光响应性能方面显著优于高温退火均质AlGaAs器件。在1V正向偏压下，原生天然超晶格器件的响应度、探测率和灵敏度峰值分别为10.133 mA/W、7.6×1011 cmHz1/2W?1和81.06 cm2/W，而均质AlGaAs器件的对应值分别为1.14 mA/W、7.05×101? cmHz1/2W?1和2.82 cm2/W。此外，天然超晶格结构器件对脉冲光的响应速度更快，上升时间和衰减时间分别为560μs和1ms，而无序体AlGaAs器件对应时间为2ms和7ms。通过建立包含三个二极管的模型解释了器件优异的光谱和时间特性：两个金属-半导体结处的肖特基二极管，以及表征超晶格调制净效应的第三个二极管。第三个势垒主要由铝组分的周期性调制产生，在光照下激活超晶格通道增强光电流的同时保持暗电流较小。有源半导体层中异质界面处内建电场对光生载流子的快速扫掠，使得超晶格结构器件的特征时间远小于均质AlGaAs器件。光响应和速度性能的退化归因于热退火导致的互扩散效应。

    关键词： AlGaAs/GaAs，光谱响应，金属-半导体-金属光电探测器，天然超晶格，时间响应

    更新于2025-09-12 10:27:22