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钠掺杂对热蒸发法合成的Cu2ZnSnS4薄膜结构和光学性能的影响
摘要： 四元硫族化合物Cu?ZnSnS?（CZTS）作为薄膜太阳能电池吸收层材料，通过按化学计量比直接熔融组成元素合成。为进一步改善其结构与光学性能，采用热蒸发法在合成的CZTS薄膜中掺入碱金属元素钠。通过X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、能谱分析和分光光度计对相纯度及光学特性进行表征。结果表明退火后钠离子在薄膜中均匀扩散。XRD分析显示CZTS薄膜具有[221]择优取向的多晶结构。钠离子掺杂可提升CZTS薄膜的结晶度、晶粒尺寸及吸收系数。当钠掺杂量为5%时，光学测试显示其吸收系数>10? cm?1，具有1.56 eV的直接光学带隙和p型导电性。
关键词： 半导体、钠掺杂、结构特性、光学特性、铜锌锡硫化物、薄膜、热蒸发
更新于2025-09-23 15:23:52
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可见光照射下钠掺杂石墨相氮化碳纳米片对燃料的光催化氧化脱硫脱氮
摘要： 基于钠掺杂g-C3N4纳米片催化剂，开发了一种在可见光下实现燃料高效光催化氧化脱氮脱硫的系统。该工艺采用分子氧作为氧化剂替代昂贵的过氧化氢，适用于吡啶和噻吩等小分子的去除。通过以氯化钠为钠源的简易混合煅烧路径制得钠掺杂g-C3N4纳米片。对比原始g-C3N4，系统表征了光催化剂的结构、光物理及化学特性，证实钠以均匀化学态成功掺杂于g-C3N4晶格中。适量钠掺杂形成高度分散的多孔纳米片结构，进一步提升了表面能并降低电子-空穴对复合率。钠掺杂g-C3N4在光催化氧化脱氮和脱硫过程中均表现出增强性能，最佳催化剂因钠掺杂带来的结构与光化学性质改善，对吡啶和噻吩实现了显著去除效率?；硌芯勘砻鳎嚎昭ㄊ峭训蚜虻闹饕钚晕镏郑缱佑胙跗岷喜某踝杂苫哂写俳饔?。
关键词： 吡啶、钠掺杂、石墨相氮化碳、噻吩、光催化氧化
更新于2025-09-23 15:23:52
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溶胶-凝胶法制备钠掺杂氧化锌体系的微观结构与光学性能
摘要： 采用溶胶-凝胶法合成了纯ZnO及掺钠ZnO（2 at.%、5 at.%和10 at.%）薄膜，并在500°C下退火4小时。通过X射线粉末衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）和透射电子显微镜（TEM）结合能量色散X射线光谱（EDS）对制备的纳米颗粒进行表征。样品呈现六方ZnO晶格结构，在5 at.%掺钠ZnO样品中检测到Na2O2相。当钠含量从0增加到10 at.%时，计算得出的平均晶粒尺寸从42.0 nm增至43.5 nm。FESEM和TEM分析表明掺钠ZnO纳米颗粒的平均尺寸介于50 nm之间，呈类球形或棒状形貌。样品透光率超过80%，光催化活性测试结果显示，在紫外光照射下掺钠ZnO纳米颗粒的光降解活性（约91%）高于纯ZnO纳米颗粒。
关键词： 微观结构、钠掺杂、光催化活性、透明性能、氧化锌
更新于2025-09-23 15:22:29
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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?。欢鳪aOx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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《狐狸与猎犬》：Cu(In,Ga)Se?太阳能电池中深度且精细的钠掺杂与镓梯度调控
摘要： 铜铟镓硫硒（CIGS）薄膜太阳能电池要实现世界领先的能量转换效率，需要碱金属掺杂剂和镓元素具有合适的深度与横向分布。这两个要求相互关联，因为已知钠会阻碍多晶薄膜中铟/镓的互扩散。然而近期研究发现钠可能促进单晶薄膜中的铟/镓互扩散，这一事实对上述认知提出了挑战。本文深入探讨这两种情况对CIGS晶界工程的益处。计算模型揭示了钠为何会导致铟在CIGS晶界富集，同时将镓限制在晶粒内部。研究强调了该现象对宽禁带黄铜矿材料的积极技术意义。
关键词： 钠掺杂、镓梯度分布、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、晶界工程
更新于2025-09-23 15:21:01
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Cd12O12笼状团簇组装纳米线与带隙调控：第一性原理研究
摘要： 基于第一性原理计算，研究了Cd12O12团簇组装纳米线及钠掺杂Cd12O12纳米线的稳定性和电子性质。结果表明，Cd12O12纳米线和钠掺杂Cd12O12纳米线均具有热力学稳定性（至少在室温下）。最稳定的Cd12O12纳米线呈现具有直接带隙的半导体特性。当钠原子掺杂到纳米线中后，基于Cd12O12的纳米线电子性质发生显著变化，体系从半导体转变为金属态。这可为基于Cd12O12的半导体器件潜在应用提供理论指导。
关键词： 组装、带隙调控、钠掺杂、Cd12O12笼状团簇、Cd12O12纳米线
更新于2025-09-23 15:21:01
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含钠天然碳基质的荧光发射
摘要： 天然碳基质中金属功能化过程因其性能提升及广泛应用已成为重要研究领域。具有光致发光（PL）特性的碳材料在光子学领域应用广泛。自然界中多种碳材料里，纤维素因是地球上最丰富且分布最广的生物聚合物，也是植物骨架的重要组分而具有关键意义。本研究通过天然纤维素源库拉索芦荟的水热处理制备功能化碳质材料，并添加硼氢化钠使金属元素钠恰当掺入，以观察荧光发射变化。场发射扫描电子显微镜、能谱仪、X射线点映射、X射线光电子能谱和X射线衍射分析证实，金属离子掺入碳基质会导致结构修饰与性能改变。采用光致发光光谱、CIE色度图、功率谱、颜色纯度和量子产率研究其光学发射特性。由纤维素原料获得的碳-金属掺杂产物所呈现的激发波长依赖性光致发光发射机制，因其无毒且环境友好的特性，使其适用于生物医学和生物传感应用。
关键词： 光致发光、水热处理、钠掺杂、碳基质、芦荟
更新于2025-09-23 15:21:01
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溶液法制备的AgInGaSe2薄膜太阳能电池应用及钠掺杂性能改进
摘要： 通过湿法球磨工艺制备了包含Ag2Se、In2Se3和Ga2Se3的二元纳米粒子墨水，随后采用顺序喷涂法将这些墨水沉积在镀钼基板上，进而制得AgInGaSe2（AIGS）前驱体。AIGS前驱体在570°C的硒气氛中退火处理1小时。在制备AIGS前驱体之前，采用真空蒸镀法在钼层上沉积了不同厚度（0、5、10和20纳米）的Na2Se薄膜，以研究其对AIGS太阳能电池的影响。钠元素对提升AIGS薄膜太阳能电池的材料性能与器件效率具有关键作用。钠掺杂显著增大了AIGS薄膜的晶粒尺寸。二次离子质谱分析显示：钠元素在表面轻微偏析，且在AIGS/Mo界面处存在重度偏聚。AIGS薄膜中观察到双梯度能带结构。随着Na2Se厚度增加，AIGS太阳能电池的基本光伏特性显著改善。当Na2Se厚度为20纳米时，器件获得最高转换效率6.6%（开路电压775.6 mV，短路电流15.5 mA/cm2，填充因子54.9%，面积0.2 cm2）。
关键词： 钠掺杂、非真空法、AgInGaSe2太阳能电池、转换效率
更新于2025-09-23 15:19:57
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钠掺杂对CZTS/CdS薄膜太阳能电池性能及能带排列的影响
摘要： 碱金属掺杂可抑制黄铜矿结构Cu2ZnSnS4（CZTS）中的有害反位缺陷并提升开路电压。本研究探究了微量钠掺杂对CZTS/CdS薄膜太阳能电池性能及能带排列的影响。通过旋涂法在CZTS表面制备了10%钠掺杂的CZTS:Na薄膜。钠掺杂使半高宽变窄且晶粒尺寸增大，NaZn浅受主缺陷提升了空穴浓度与电导率。此外，钠掺杂通过Na钝化效应抑制SnZn缺陷，改善了吸收层/缓冲层界面能带排列并抑制SRH复合。典型陡峭导带偏移（CBO）从CZTS:Na/CdS异质结的0.25 eV降至CZTS/CdS的0.1 eV。CZTS:Na器件开路电压达653 mV，较CZTS/CdS器件更高，最大转换效率提升44%至7.46%。这些结果阐明了钠掺杂对CZTS电池异质结能带结构的影响，证实表面掺杂CZTS:Na吸收层制备方法具有重要的研究前景。
关键词： 导带偏移、钠掺杂、Cu2ZnSnS4、能带排列、悬崖式
更新于2025-09-19 17:13:59
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钠掺杂锑烯量子点中直接带隙的开启：一种新兴的二维半导体
摘要： 与二维磷烯类似的锑烯，因其厚度依赖的能带结构近期备受关注。但与磷烯不同的是，未掺杂锑烯仅在单层极限下呈现间接带隙。本研究提出电化学钠掺杂策略调控锑烯能带结构：第一性原理计算表明，5.55%钠掺杂锑烯形成0.88 eV直接带隙，而未掺杂锑烯为2.38 eV间接带隙。光学与电学测量清晰证实了这种能带重构。我们通过实验验证了基于锑烯量子点的场效应晶体管中p型导电行为。此外，诱导产生的直接带隙使得无等离子体锑烯量子点表面增强拉曼散射实现电场调控，从而将罗丹明6G的检测限降至亚飞摩尔级。本研究凸显了掺杂锑烯作为新兴二维半导体的应用潜力。
关键词： 直接带隙、量子点、锑烯、场效应晶体管、表面增强拉曼散射、钠掺杂
更新于2025-09-19 17:13:59