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聚合物界面填充剂实现量子点太阳能电池性能提高

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聚合物界面填充剂实现量子点太阳能电池性能提高

第十一届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

作者：郭晓晨李浩王超李晓菲桂志祥李雅楠王莹琳张昕彤刘益春东北师范大学紫外光发射材料与技术教育部重点实验室

量子点太阳能电池具有多激子效应、宽光谱响应范围和高稳定性等优点,受到国内外研究者的广泛关注。然而,固相配体交换后,薄膜质量差,界面存在较多缺陷态,促使PbS-EDT空穴传输层空穴提取效率有限。因此,我们引入高导电聚合物PM7作为填充... 详细信息

量子点太阳能电池具有多激子效应、宽光谱响应范围和高稳定性等优点,受到国内外研究者的广泛关注。然而,固相配体交换后,薄膜质量差,界面存在较多缺陷态,促使PbS-EDT空穴传输层空穴提取效率有限。因此,我们引入高导电聚合物PM7作为填充剂来优化空穴传输层(HTL)与电极之间的界面,进一步提高载流子的传输效率和器件性能。一方面PM7修复了固相配体交换后的界面裂纹,并提高薄膜的致密性和均匀性,从而抑制漏电流。另一方面,PM7钝化了PbS-EDT界面的缺陷态,使界面处载流子的复合减弱,提高了空穴迁移率。此外,空穴浓度的增加拓宽了活性层的耗尽区宽度,减少了界面电荷的积累,提高了载流子的提取效率。通过界面填充剂的引入实现了11.05%的功率转换效率(PCE),比标准器件提高了7%,此研究为量子点器件的界面优化提供了一个新的路径。

关键词：量子点界面填充剂太阳能电池

面向高效量子点光伏应用的PbS量子点墨水设计与合成

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面向高效量子点光伏应用的PbS量子点墨水设计与合成

第十一届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

作者：王莹琳王超王梓涵刘馨露张昕彤刘益春东北师范大学紫外光发射材料与技术教育部重点实验室

硫化铅（PbS）量子点具有高的吸收系数、低成本的溶液加工、宽的光谱吸收（紫外-可见-近红外）和多激子效应在光伏器件领域展现出广阔的应用前景。表面化学修饰不仅能调控量子点的电子性质,改善电荷传输效率,而且促进量子点溶剂化,制备... 详细信息

硫化铅（PbS）量子点具有高的吸收系数、低成本的溶液加工、宽的光谱吸收（紫外-可见-近红外）和多激子效应在光伏器件领域展现出广阔的应用前景。表面化学修饰不仅能调控量子点的电子性质,改善电荷传输效率,而且促进量子点溶剂化,制备稳定的量子点墨水溶液。随着器件性能的不断改善,发展不同类型的PbS量子点墨水,提高墨水的稳定性和抑制量子点表面缺陷是光伏器件迈向柔性,大面积及产业化发展的关键步骤。因此,我们对PbS量子点光伏器件的制备进行了系统的研究,通过表面配体调控实现高质量PbS的制备和PbS量子点墨水的稳定制备。前驱体化学调控量子点表面配体的合成方案,用乙酰丙酮铅(Pb（acac）)代替PbO合成PbS量子点。该方案在前驱体的热解过程中避免水分子的生成,大幅降低了表面OH配体的含量,抑制了表面缺陷。Pb（acac）合成的PbS量子点获得了高达11.48%的器件效率,较传统的PbO前驱体器件增长了36%。此外,通过分析配体-溶剂之间的相互作用,提出了氢键溶剂化策略,通过液相配体交换,制备了稳定的P型PbS量子点墨水。巯基乙醇配体（ME）与DMSO溶剂之间形成的氢键,促使DMSO分子在ME包覆的量子点表面形成紧密的溶剂化层,从而确保PbS-ME量子点的胶体稳定。氢键溶剂化策略可实现量子点墨水的批量制备,用于大面积（9 cm×9 cm）量子点薄膜直接沉积。进一步,利用原位退火工艺对卤素配体交换的量子点墨水的表面配体进行优化,促进量子点表面油酸配体解吸,提高量子点的单分散性和稳定性的同时抑制表面缺陷。最终,退火处理的器件效率高达11%,较退火前器件性能提升17%。该策略为精细化调控量子点表面配体提供了有效途径。基于以上量子点优化方案,成功制备了低缺陷,高单分散性的高质量PbS量子点,进一步优化了配体交换步骤,精确调控表面配体并实现P型量子点墨水的稳定制备,为高性能光伏器件的制备和光伏器件产业化发开辟新的途径。

关键词： PbS量子点表面配体优化前驱体调控氢键溶剂化溶液退火

气氛诱导胶体量子点太阳能电池效率演化的研究

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气氛诱导胶体量子点太阳能电池效率演化的研究

第十一届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

作者：陈香姗王莹琳李浩王梓涵李国栋张昕彤刘益春东北师范大学紫外光发射材料与技术教育部重点实验室

硫化铅（PbS）量子点太阳能电池可以捕获近红外光子,并通过多激子效应增强光电流,是一种非常有前景的光伏器件。传统的PbS量子点太阳能电池主要由氧化锌（ZnO）和量子点堆积而成。但制备器件的关键材料存在表面活性位点和缺陷态多的问题... 详细信息

硫化铅（PbS）量子点太阳能电池可以捕获近红外光子,并通过多激子效应增强光电流,是一种非常有前景的光伏器件。传统的PbS量子点太阳能电池主要由氧化锌（ZnO）和量子点堆积而成。但制备器件的关键材料存在表面活性位点和缺陷态多的问题,易与气体分子作用发生表面结构和光电性质的改变。这给器件性能优化和实际应用带来极大的不确定性。本工作详细探究了不同测试气氛对PbS量子点太阳能电池性能的影响。通过氮气-空气-氮气（N-Air-N）循环变气氛J-V测试,证明器件效率在两种气氛下呈现良好的可逆性。并且氮气下器件的平均效率（9.56%）较空气下的平均效率（9.01%）提升6.10%。我们将不同气氛下器件性能的差异归因于ZnO电子传输材料对氧气具有极高的气敏特性。并进一步通过对氧气响应弱的氧化锡（SnO）代替传统ZnO,发现SnO作电子传输层的器件在不同测试气氛下的平均效率均为9.70%。本工作成功制备了不受气氛影响的SnO/PbS量子点太阳能电池,优化了器件工作性能及稳定性。

关键词：量子点太阳能电池氧气吸附电子传输材料

分子桥提升异质结质量制备高效CZTSSe太阳能电池

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分子桥提升异质结质量制备高效CZTSSe太阳能电池

第十一届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

作者：王玲玲王亚维张昕彤紫外光发射材料与技术教育部重点实验室东北师范大学

CZTSSe太阳能电池作为新型无机太阳能电池由于其优异的光伏性能近年来受到科研学者的广泛关注。PN结是无机太阳能电池的核心结构,其质量直接关系太阳能电池性能的好坏。在此,我们通过在CZTSSe与CdS界面处引入有机分子桥的策略,同时调控C... 详细信息

CZTSSe太阳能电池作为新型无机太阳能电池由于其优异的光伏性能近年来受到科研学者的广泛关注。PN结是无机太阳能电池的核心结构,其质量直接关系太阳能电池性能的好坏。在此,我们通过在CZTSSe与CdS界面处引入有机分子桥的策略,同时调控CZTSSe吸收层表面以及上层CdS缓冲层质量,实现PN结区质量的改善,使得器件的性能得到了明显提升。有机分子桥中的官能团与CZTSSe表面不饱和键相互作用,在钝化吸收层表面缺陷的同时,形成弱P的表面结构,拓宽了CZTSSe/CdS异质结处耗尽层宽度。EQE的结果表明耗尽层宽度的增加使得CZTSSe太阳能电池在长波区域的光响应得到增强,提升了器件的短路电流。此外,有机分子桥通过官能团桥联作用,诱导了CBD沉积CdS过程中CdS缓冲层的结晶生长,使其在慢速成核的过程中,获得了更薄、更为致密、且完全包覆的缓冲层表面,在减小电池器件的短路电流的同时,提高了电池对短波长光的利用率。经分子桥修饰的电池器件最终获得11.15%的转换效率。这一工作为制备高质量CZTSSe/CdS异质结提供了简单有效的可行方法,同时有助于减少重金属Cd的污染,推动绿色可持续发展的进程。

关键词： CZTSSe太阳能电池异质结质量分子桥

磁流变假肢膝关节结构集成及其适配技术研究进展

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磁性材料及器件 2024年第1期55卷 67-77页

作者：喻理梵赵金鹏胡国良华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室江西南昌330013

假肢在截肢者生活中扮演着重要角色,一方面可给人体站立提供支撑,另一方面可帮助截肢者的残肢运动。磁流变假肢是利用磁流变阻尼器(Magnetorheological damper,MRD)为阻尼器件的新型半主动假肢。详细介绍了磁流变假肢的结构组成和工作原... 详细信息

假肢在截肢者生活中扮演着重要角色,一方面可给人体站立提供支撑,另一方面可帮助截肢者的残肢运动。磁流变假肢是利用磁流变阻尼器(Magnetorheological damper,MRD)为阻尼器件的新型半主动假肢。详细介绍了磁流变假肢的结构组成和工作原理;指出了磁流变假肢结构的特点及应用,并对不同结构特点的磁流变假肢进行了分类和比较;同时阐述了当前磁流变假肢膝关节中主流的控制方法,针对不同控制方法的特点进行了对比分析;最后展望未来磁流变假肢的发展趋势及实际应用。

关键词：磁流变假肢膝关节磁流变阻尼器结构集成适配技术

锰掺杂对钛酸锶铅铁电薄膜带-带跃迁和带尾吸收特性的影响（英文）

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红外与毫米波学报 2019年第5期38卷 554-558页

作者：李延青吴曼杨静华东师范大学电子科学系极化材料与器件教育部重点实验室

通过透射光谱研究了锰掺杂量对钛酸锶铅铁电薄膜光学特性尤其是带-带跃迁和带尾吸收特性的影响,并利用柯西色散关系获得了光学透明区的光学常数.研究表明:随着锰掺杂量的增加,钛酸锶铅铁电薄膜的禁带宽度减小而带尾能增加.禁带宽度随锰... 详细信息

通过透射光谱研究了锰掺杂量对钛酸锶铅铁电薄膜光学特性尤其是带-带跃迁和带尾吸收特性的影响,并利用柯西色散关系获得了光学透明区的光学常数.研究表明:随着锰掺杂量的增加,钛酸锶铅铁电薄膜的禁带宽度减小而带尾能增加.禁带宽度随锰掺杂的收缩可以归因为锰3d轨道降低了导带底的能级及掺杂后晶格的减小.掺杂锰离子的随机占位和非等价掺杂后氧空位浓度的增加则是导致局域带尾态拓宽的主要原因.

关键词：铁电薄膜电子能带结构光学特性带尾

高侧壁垂直度超浅铌酸锂光栅耦合器的加工工艺及耦合效率

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微纳电子技术 2024年第1期61卷 131-136页

作者：瞿敏妮刘思琦刘民李进喜陈舒静付学成程秀兰上海交通大学电子信息与电气工程学院先进电子材料与器件平台上海200240 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室上海200241

利用聚焦离子束(FIB)在铌酸锂(LN)表面形成100 nm及以下深度的超浅光栅耦合器结构。为了提高刻蚀侧壁垂直度、避免开口展宽效应对光栅形貌的影响,在LN表面覆盖非晶硅(α-Si)作为掩膜层,实际刻蚀深度为α-Si层厚度和LN表面目标刻蚀深度之... 详细信息

利用聚焦离子束(FIB)在铌酸锂(LN)表面形成100 nm及以下深度的超浅光栅耦合器结构。为了提高刻蚀侧壁垂直度、避免开口展宽效应对光栅形貌的影响,在LN表面覆盖非晶硅(α-Si)作为掩膜层,实际刻蚀深度为α-Si层厚度和LN表面目标刻蚀深度之和,且刻蚀过程中产生的开口效应仅存在于α-Si层。通过氢氧化钾(KOH)溶液选择性地去除α-Si层,留下的LN表面结构侧壁陡直且无开口展宽效应。制备了刻蚀深度108 nm的超浅光栅耦合器,在924 nm波长处,其耦合效率为23.3%。制备了刻蚀深度70 nm的超浅光栅耦合器,在935 nm波长处,其耦合效率为14.4%。该研究为LN光栅耦合器的发展与应用提供了有益指导。

关键词：超浅光栅耦合器高侧壁垂直度聚焦离子束(FIB) 铌酸锂(LN) 非晶硅(α-Si)

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硒化铟场效应晶体管的制备及其气敏性能研究

应用物理 2024年第1期14卷 25-30页

作者：曹佳鑫孙鉴波哈尔滨师范大学物理与电子工程学院光电带隙材料教育部重点实验室黑龙江哈尔滨

通过化学气象沉积(CVD)的方法合成了块状硒化铟(InSe)晶体,后对制得的块状InSe进行了系列表征,并通过机械剥离的方法得到了二维(2D) InSe纳米片。同时构建了场效应晶体管(FET),考察了InSe纳米片的电学性能,并测试了器件对二氧化氮(NO2)... 详细信息

通过化学气象沉积(CVD)的方法合成了块状硒化铟(InSe)晶体,后对制得的块状InSe进行了系列表征,并通过机械剥离的方法得到了二维(2D) InSe纳米片。同时构建了场效应晶体管(FET),考察了InSe纳米片的电学性能,并测试了器件对二氧化氮(NO2)的气敏性能。实验表明,所搭建的InSe场效应晶体管具有良好的电学性能,并在室温下对NO2具有良好的响应。

关键词：化学气象沉积硒化铟场效应晶体管二氧化氮

有机环金属铂（Ⅱ）配合物深红到近红外发光材料的研究进展

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海南师范大学学报(自然科学版) 2024年第3期37卷 292-300+347页

作者：张程边雨竹李怡茹孙伟熊雯婧彭明生海南师范大学化学与化工学院海南省激光技术与光电功能材料重点实验室海口市功能材料与光电化学重点实验室海南师范大学热带药用资源化学教育部重点实验室

近年来，近红外发光材料的设计与合成引起了人们越来越多的关注，这些材料在军工、航天、照明、显示器和可穿戴设备等领域具有广泛的应用前景。因在过渡金属配合物中发现电子产生磷光现象，且通过自旋轨道耦合，过渡金属配合物能同时利... 详细信息

近年来，近红外发光材料的设计与合成引起了人们越来越多的关注，这些材料在军工、航天、照明、显示器和可穿戴设备等领域具有广泛的应用前景。因在过渡金属配合物中发现电子产生磷光现象，且通过自旋轨道耦合，过渡金属配合物能同时利用单、三线态激子，将器件的内量子效率提高至100%，因此，研究过渡金属配合物电致发光材料已成为当前的热点。其中，有机环金属铂（Ⅱ）配合物具有良好的发光效率和热稳定性，且发光颜色多色可调，已在电致发光器件中得到广泛的应用。本文总结了近年来基于铂（Ⅱ）配合物的深红到近红外有机发光材料的研究进展，为研究具有出色性能的近红外有机环金属铂（Ⅱ）配合物发光材料提供了参考。

关键词：近红外环金属铂(Ⅱ)配合物有机发光材料