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微量稀土离子(Ce3+、La3+)掺杂对铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池性能的影响

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微量稀土离子(Ce3+、La3+)掺杂对铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池性能的...

作者：崔国楠内蒙古师范大学

学位级别：硕士

锌黄锡矿结构的铜锌锡硫硒(CZTSSe)半导体材料因其组成元素丰度高、低毒环保、带隙可调等优势被国内外研究者们所青睐。然而,就目前CZTSSe太阳能电池的发展现状而言,其无掺杂的电池器件获得的最高效率仅有12.7%,相比于母体化合物的铜铟... 详细信息

锌黄锡矿结构的铜锌锡硫硒(CZTSSe)半导体材料因其组成元素丰度高、低毒环保、带隙可调等优势被国内外研究者们所青睐。然而,就目前CZTSSe太阳能电池的发展现状而言,其无掺杂的电池器件获得的最高效率仅有12.7%,相比于母体化合物的铜铟镓硫硒太阳能电池(22.35%)仍然较低。甚至,远低于其肖克利-奎伊瑟极限(～33%),而严重的开路电压亏损(V,)是首要问题。造成这一结果的原因有两点:(i)浅能级缺陷(如Cu 、Zn 和[V+Zn ])引起的Cu/Zn原子无序性和严重的带尾态;(ii)深能级缺陷(如Sn 、V和[2Cu +Sn ])增强了非辐射复合中心对电子的捕获能力,导致载流子复合增加。经过大量的实验发现,阳离子掺杂可以有效地控制缺陷,降低V,。因此,针对以上问题,本文参考退火工艺和阳离子掺杂的优化方法,研究了退火条件和稀土阳离子(Ce、La)掺杂对CZTSSe吸收层和电池器件的影响,得出一些有意义的结论:1.采用酸-胺离子溶液体系制备了铜锌锡硫(CZTS)前驱体溶液,并通过旋涂-烧结工艺和两步退火法得到CZTSSe薄膜。利用RTP炉的优势,分别设置两步退火过程的不同温度和时间条件。分析其相结构、微观形貌和元素价态,发现以最佳退火条件(400℃10 min,560℃10 min)得到的CZTSSe薄膜样品的相纯度高、结晶性好。并得到6.77%的电池效率,以备后续研究。2.探索了稀土Ce掺杂对CZTSSe薄膜太阳能电池性能的影响。发现在退火过程中,Ce与扩散的Na相互作用,达到控制晶粒生长的效果。通过对薄膜样品相结构和元素分布情况的分析,发现掺入的Ce以一种Na-Ce-Se相的形式,分布于晶界和小晶粒层。进一步由缺陷密度、表面电流分布、乌尔巴赫能量等结果证明,Ce掺杂可以抑制吸收层的Cu/Zn无序以及与Sn相关的有害缺陷,改善其电学性质。最终,Ce掺杂降低了V,将电池效率由6.77%(Ce0)提高到9.14%(Ce4)。3.探索了稀土La掺杂对CZTSSe薄膜太阳能电池性能的影响。发现La掺杂可以影响薄膜的晶体质量和薄膜表面粗糙度。根据薄膜样品相结构、缺陷密度和薄膜电阻率的分析结果,认为掺入的La分布于晶界和小晶粒层,可以抑制CZTSSe材料中的有害缺陷,改善吸收层的电学性质。进一步分析其太阳能电池的电容-电压和光伏参数证明,La掺杂增加了吸收层空穴载流子浓度,明显改善电池V,并获得7.70%(La1)的电池效率。另外,还发现过量的La会导致杂相(LaSe)增多且小晶粒层变厚,致使电池性能下降。我们的研究结果不仅验证了稀土离子(Ce,La)掺杂对降低CZTSSe开路电压亏损、提高电池性能的有效性,而且也为CZTSSe缺陷工程的调控提供了新的思路。

关键词：铜锌锡硫硒退火工艺稀土离子掺杂缺陷工程

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面向环境多重约束的雷达部署位置优选方法

西北工业大学学报 2023年第4期41卷 757-763页

作者：崔国楠粟嘉陶明亮范一飞王伶西北工业大学电子信息学院陕西西安710072

雷达部署阵地区域范围内的复杂地理环境和电磁干扰环境将严重影响雷达装备探测性能。聚焦复杂地理和电磁环境下雷达优化部署的迫切需求,提出了一种面向环境多重约束的雷达阵地部署位置优选方法。根据雷达阵地的地形地貌和电磁干扰环境,... 详细信息

雷达部署阵地区域范围内的复杂地理环境和电磁干扰环境将严重影响雷达装备探测性能。聚焦复杂地理和电磁环境下雷达优化部署的迫切需求,提出了一种面向环境多重约束的雷达阵地部署位置优选方法。根据雷达阵地的地形地貌和电磁干扰环境,建立地理和电磁环境双约束条件下的雷达阵地选址模型;结合雷达方程,计算复杂传播地形下的传播损耗,并将目标高度层探测威力和重点区域覆盖威力作为雷达选址位置优劣的评估指标;将雷达在环境多重约束下的探测范围进行可视化展示。针对实际系统中雷达作战场景复杂、传统雷达装备部署方法考虑约束单一的问题,通过计算环境和电磁多重约束下的传播损耗、地形损耗、电磁损耗,并加入实际高程地形数据作为参考,更真实客观地分析阵地周围环境对雷达装备性能的影响。所提出的评估指标与优选方法及可视化呈现,可为多重约束下雷达装备作战效能提升提供准确、可靠、直观的阵地优化部署策略。

关键词：地形遮蔽电磁干扰雷达探测雷达部署

二价阳离子掺杂优化铜锌锡硫(硒)薄膜太阳能电池性能的研究进展

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复合材料学报 2023年第11期40卷 6029-6042页

作者：赵鑫杨艳春崔国楠刘艳青任俊婷田晓朱成军内蒙古师范大学物理与电子信息学院呼和浩特010022 内蒙古大学物理科学与技术学院呼和浩特010021

阳离子掺杂措施被认为是调节优化铜锌锡硫硒薄膜(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),CZTS(Se))太阳能电池有效措施之一,其中,二价阳离子掺杂措施是研究最多、应用最广的。本文从阳离子取代和阳离子额外添加两个方面详细介绍了二价阳离子掺杂措施在优... 详细信息

阳离子掺杂措施被认为是调节优化铜锌锡硫硒薄膜(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),CZTS(Se))太阳能电池有效措施之一,其中,二价阳离子掺杂措施是研究最多、应用最广的。本文从阳离子取代和阳离子额外添加两个方面详细介绍了二价阳离子掺杂措施在优化CZTS(Se)薄膜太阳能电池性能方面的研究进展,二价阳离子取代措施,如Cd^(2+)取代Zn^(2+)等,主要是可以有效降低CZTS(Se)薄膜太阳能电池吸收层的缺陷密度,提高结晶质量,解决吸收层和缓冲层之间界面能带偏移值较大的问题,从而减少电池器件的开路电压亏损,提高器件效率;二价阳离子的额外添加,如Co、Mn的额外添加,主要是优化薄膜的结晶性、帮助载流子的输运,提高吸收层薄膜的电学性能;最后,也总结两类阳离子掺杂措施的优缺点及应用前景。

关键词：铜锌锡硫铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池二价阳离子的取代二价阳离子的额外添加

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基于网格约束分解多目标优化算法的聚类研究

基于网格约束分解多目标优化算法的聚类研究

作者：崔国楠南京航空航天大学

学位级别：硕士

聚类分析是数据挖掘中的重要方法,与分类不同,聚类所要求划分簇的个数是未知的,然而在使用基于中心的聚类算法(如:k-means,k-medoids等)前需要设定输入参数聚类划分个数的值。当选择的输入参数值不合理时,会造成聚类算法划分得到的聚类... 详细信息

聚类分析是数据挖掘中的重要方法,与分类不同,聚类所要求划分簇的个数是未知的,然而在使用基于中心的聚类算法(如:k-means,k-medoids等)前需要设定输入参数聚类划分个数的值。当选择的输入参数值不合理时,会造成聚类算法划分得到的聚类结构不准确,进而影响对数据集的分析。因此,确定聚类划分个数是一项具有挑战性的任务,如何在不同数据集且值取值范围较大的情况下选择聚类最优划分个数是本文研究的中心问题,本文的核心思想是将聚类值问题转换为优化问题,使用多目标优化的方式解决该问题。本文的主要研究成果有如下几个方面:(1)提出了一种基于网格约束优化算法的最优选择方法CCDG-K。CCDG-K通过构建双目标模型并以多目标优化的方式解决了聚类的最优值的问题,具有两方面的优势,一是利用多目标优化算法的隐式并行特性,CCDG-K缩短了聚类算法求解值的运行时长;二是针对在值取值范围较大的情况下优化算法得到的帕累托前沿(Pareto Front,PF)可能存在多样性缺失的问题,CCDG-K中使用了基于网格约束的多目标优化算法,通过网格系统具有保留各种解决方案的固有属性,保证了在值取值范围较大情况下的PF多样性(分布均匀)。(2)提出了一种基于多目标优化的模糊聚类最优值选择方法FMOEA-K,FMOEA-K使用紧密度和分离度来评估模糊聚类中心和对象之间的关系,解决了CCDG-K的双目标模型不适用于模糊聚类的问题。FMOEA-K对双目标模型进行改进,使用紧凑度和分离度代替CCDG-K中对象到聚类中心距离度量保证了模糊数据集下计算聚类个数的准确性。另一方面,FMOEAK使用形态相似距离代替算法中的欧式距离,避免了聚类形状对聚类划分造成的干扰。(3)为CCDG-K和FMOEA-K方法设计并实现了算法,通过仿真实验和实例应用研究,实验结果验证了本文提出方法的有效性。

关键词：聚类聚类划分个数k 多目标优化算法双目标模型

吲哚胺2,3-双加氧酶IDO1抑制剂的研究进展

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药学学报 2018年第11期53卷 1784-1796页

作者：张心苑崔国楠徐柏玲中国医学科学院北京协和医学院药物研究所活性物质发现与适药化研究北京市重点实验室北京100050

吲哚胺2,3-双加氧酶1 (indoleamine 2,3-dioxygenase 1, IDO1)是L-色氨酸沿犬尿氨酸途径代谢的关键酶,是潜在的肿瘤免疫治疗药物靶点。目前已有至少10个IDO1小分子抑制剂进入临床研究。本文将根据化合物的结构类型,对代表性IDO1小分子... 详细信息

吲哚胺2,3-双加氧酶1 (indoleamine 2,3-dioxygenase 1, IDO1)是L-色氨酸沿犬尿氨酸途径代谢的关键酶,是潜在的肿瘤免疫治疗药物靶点。目前已有至少10个IDO1小分子抑制剂进入临床研究。本文将根据化合物的结构类型,对代表性IDO1小分子抑制剂的结合模式和构效关系进行综述,希望能够对IDO1小分子抑制剂的研究提供启示。

关键词：吲哚胺2,3-双加氧酶1 IDO1抑制剂构效关系结合模式肿瘤免疫治疗

有机光响应一氧化碳供体分子设计及其在疾病治疗中的应用(特邀)

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光子学报 2024年第3期53卷 1-16页

作者：樊睿枭李刚锋崔汉楠宋健王腾蛟西北工业大学柔性电子研究院西安710072

一氧化碳作为一种内源性气体信使分子,其浓度相关的生理信号调控性能及疾病治疗效果已被广泛研究。为了更精准地调控一氧化碳在病理部位的释放浓度,同时克服其递送时空间精度不佳和释放机制不明确等问题,研究人员开始关注具有光、声、... 详细信息

一氧化碳作为一种内源性气体信使分子,其浓度相关的生理信号调控性能及疾病治疗效果已被广泛研究。为了更精准地调控一氧化碳在病理部位的释放浓度,同时克服其递送时空间精度不佳和释放机制不明确等问题,研究人员开始关注具有光、声、磁、热等敏感的一氧化碳供体分子(CORMs)的设计及其响应释放机制。本文总结了近年来有机光响应一氧化碳供体分子(Photo-CORMs)的研究进展,介绍了Photo-CORMs的光物理和化学性质,并讨论了它们在疾病治疗中的作用,此外,对有机Photo-CORMs的未来发展进行了展望,为未来设计和开发更有效的治疗策略提供指导。

关键词：光动力治疗一氧化碳气体疗法一氧化碳供体分子气体信使

超快声波脉冲的受控发射:走向超高时空分辨成像的新路径

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光学学报 2024年

作者：崔乾楠张何许文雄徐春祥东南大学电子科学与工程学院

超快激光脉冲实现超高时间分辨成像的能力令人期待，但光波的本质限制了其空间分辨和穿透力。超快激光脉冲与固体薄膜相互作用所发射出的超快声波脉冲，兼具超短脉宽、纳米波长和高穿透深度的物理优势，是一种综合性能优异的超快光谱成... 详细信息

超快激光脉冲实现超高时间分辨成像的能力令人期待，但光波的本质限制了其空间分辨和穿透力。超快激光脉冲与固体薄膜相互作用所发射出的超快声波脉冲，兼具超短脉宽、纳米波长和高穿透深度的物理优势，是一种综合性能优异的超快光谱成像工具。新兴的二维异质结构超快声波脉冲发射源，有望解决超快声波脉冲的高效、可控发射难题，不仅可为现有许多重要微纳器件、芯片的超高分辨成像及无损评测提供支撑，而且可为功能界面多物理场耦合超快动力学研究与应用带来机会，必将有力助推半导体科学与超快光谱学的协同深入发展。文章将重点介绍二维半导体材料体系中超快声波脉冲的光致发射与测控研究进展，并展望超快声波脉冲如何助推未来前沿超快光物理研究与应用。

关键词：超快激光脉冲超快声波脉冲二维表界面超高分辨

硼硅酸盐核废料玻璃在深地质处置过程中腐蚀机理研究进展

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硅酸盐学报 2024年第5期52卷 1749-1760页

作者：张宇轩马瑞崔秀涛吴楠楠欧阳顺利广州航海学院广州510725 内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010

在放射性核废料深地质处置过程中,硼硅酸盐玻璃是目前国际上首选的固化材料。但是在10^(5)~10^(6)年的时间尺度上不能排除地下水对玻璃侵蚀,因此需要进行玻璃在水溶液环境中的长时间腐蚀机制的研究。研究过程发现,大多数玻璃最终都会以... 详细信息

在放射性核废料深地质处置过程中,硼硅酸盐玻璃是目前国际上首选的固化材料。但是在10^(5)~10^(6)年的时间尺度上不能排除地下水对玻璃侵蚀,因此需要进行玻璃在水溶液环境中的长时间腐蚀机制的研究。研究过程发现,大多数玻璃最终都会以一个及其缓慢的残余速率腐蚀,因此可以使利用玻璃在深地质处置核废料。本综述针对硼硅酸盐核废料玻璃现有的腐蚀现象、行为及模型进行了总结,并讨论其中存在的问题,为玻璃长期腐蚀性研究提出可能的研究设想。

关键词：核废料玻璃腐蚀化学亲和力模型蚀变层

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溶液法制备铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池的研究进展

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硅酸盐学报 2021年第3期49卷 483-494页

作者：崔国楠杨艳春李月敏王一鸣朱成军内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室内蒙古师范大学物理与电子信息学院呼和浩特010022 内蒙古大学物理科学与技术学院呼和浩特010021

溶液法因其具有操作流程简单、材料利用率高以及成本低廉等潜在优势,被认为是一种很有发展前景和应用潜力的铜锌锡硫硒(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),CZTSSe)薄膜太阳能电池制备方法。本工作将溶液法的研究现状按喷雾热解法、基于浴的水溶液法... 详细信息

溶液法因其具有操作流程简单、材料利用率高以及成本低廉等潜在优势,被认为是一种很有发展前景和应用潜力的铜锌锡硫硒(Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4),CZTSSe)薄膜太阳能电池制备方法。本工作将溶液法的研究现状按喷雾热解法、基于浴的水溶液法、纳米粒子溶液法和直接溶液涂膜法进行分类介绍。通过分析和比较各种方法报道过的优化途径(如优化阳离子比例、烧结条件和硒化条件,以及掺入Na、Ge等金属元素),对溶液法制备的高性能Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4)薄膜太阳能电池的当前研究成果进行综述,并总结了各种溶液法制备铜锌锡硫硒薄膜电池的优势和所存在的问题。展望其未来的发展,认为今后的研究重点应侧重于薄膜组成和反应途径,以寻求降低Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4)吸收层的本征缺陷的方法。

关键词：溶液法铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池