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oe1(光电查) - 科学论文

29 条数据
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  • 用于增强非线性光学性能的MoTe?/MoS?纳米复合薄膜的能带排列

    摘要： 能带排列是基于二维层状过渡金属硫族化合物（TMDs）异质结构的光电子学关键问题。本文采用高分辨率X射线光电子能谱测量了MoTe?/MoS?混合异质结构的能带排列。该MoTe?/MoS?异质结构属于II型异质结，其导带偏移量为0.46 eV，价带偏移量为0.9 eV。在相同条件下，与纯MoTe?和MoS?纳米薄膜相比，MoTe?/MoS?异质结构薄膜表现出更强的可饱和吸收特性。通过结合龙格-库塔算法的能级模型解析了增强机制，发现MoTe?/MoS?异质结的层间跃迁对非线性光学增强起重要作用。同时采用第一性原理计算了MoTe?/MoS?异质结构的能带结构，结果显示MoTe?和MoS?对异质结的贡献几乎相等，且价带顶和导带底分别存在于MoTe?和MoS?中，该结构易于形成层间载流子。研究表明TMDs的能带排列为开发光调制器、超快激光锁模器、可饱和吸收体和光开关中具有增强非线性响应的II型异质结构奠定了基础。

    关键词： 二硫化钼（MoS2）、能带排列、可饱和吸收、异质结构、碲化钼（MoTe2）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • ZnS修饰的Cu?O多面体因界面能带排列可调而产生的晶面依赖性光催化行为

    摘要： 在Cu2O立方体、八面体和菱形十二面体上生长ZnS颗粒，以研究其晶面依赖的光催化行为。ZnS生长后，Cu2O立方体保持光催化惰性。ZnS修饰的Cu2O八面体因光激发下电荷载流子分离改善而表现出增强的光催化活性。令人惊讶的是，Cu2O菱形十二面体在ZnS沉积后光催化活性大幅抑制。电子顺磁共振（EPR）谱与这些实验观察结果一致。时间分辨光致发光（TRPL）曲线提供了电荷转移的见解。光催化活性的降低归因于Cu2O (110)/ZnS (200)平面界面内显著能带弯曲导致的不利能带排列。提出了修正的Cu2O-ZnS能带图。密度泛函理论（DFT）计算生成的Cu2O和ZnS特定平面的能带能量图与实验结果吻合良好，显示Cu2O (110)/ZnS (200)平面界面不会发生电荷转移。该实例进一步说明，半导体异质结的实际光催化结果不可假定，因为界面电荷转移强烈依赖于晶面。

    关键词： 界面电荷转移、硫化锌、氧化亚铜、晶面依赖特性、异质结、能带排列

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • CdS/Cu?Zn(Sn???Ge?)Se?异质结的能带排列及Cu?Zn(Sn???Ge?)Se?表面（x=0、0.2、0.4）的电子特性

    摘要： 光吸收剂的表面电子特性及p/n异质结界面的能带排列是高性能异质结太阳能电池的关键问题。我们通过X射线光电子能谱（XPS）、紫外光电子能谱（UPS）和反光电子能谱（IPES），研究了锗掺杂铜锌锡硒（CdS/CZTGSe，Ge/(Ge+Sn)比例x为0至0.4）异质结界面的能带排列。特别地，利用界面诱导的能带弯曲测定了导带偏移量（CBO）和价带偏移量（VBO），这些参数通过计算CdS覆盖层与CZTGSe底层各元素芯能级位移得出。此外，采用激光辐照XPS分析了CZTGSe的表面电子特性。当x从0增至0.4时，CdS/CZTGSe异质结界面的CBO呈线性下降（从+0.36 eV降至+0.20 eV），而VBO与锗含量无关。UPS和IPES均显示CZTGSe表面费米能级位于带隙中心附近。其表面空穴浓度约为1011 cm?3，远低于体相值（~101? cm?3）?；诩す夥誜PS数据，我们讨论了表面与体相空穴缺陷差异的成因，认为表面空穴缺陷源于密度低于体相的近表面缺陷分布，且费米能级在CZTGSe表面未发生钉扎。

    关键词： 太阳能电池，铜锌锡硫硒矿（Kesterite），逆光电发射光谱（IPES），X射线光电子能谱（XPS），能带排列（Band alignment），铜锌锡镓硫（CZTGS），紫外光电子能谱（UPS）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 独特的1D Cd<sub>1?x</sub>Zn<sub>x</sub>S@O-MoS<sub>2</sub>/NiO<sub>x</sub>纳米杂化物：通过集成结构调控实现高效可见光驱动光催化产氢

    摘要： 开发用于高效太阳能驱动水分解的无贵金属光催化剂备受关注。然而对于光催化产氢反应（HER），目前对催化剂形貌、电子能带结构及表面活性位点的协同调控研究仍十分有限。本研究制备了具有高活性和稳定性的明确1D Cd1?xZnxS@O-MoS2/NiOx复合纳米结构用于光催化HER。通过调节锌掺杂量以及富缺陷O-MoS2层与NiOx纳米颗粒的生长，Cd1?xZnxS@O-MoS2/NiOx的能带排列、活性位点暴露及界面电荷分离得到优化，从而赋予该复合材料优异的HER性能。具体而言，在乳酸溶液中，15%锌掺杂且含0.2 wt% O-MoS2的Cd1?xZnxS@O-MoS2/NiOx（CZ0.15S-0.2M-NiOx）在可见光（>420 nm）驱动下的HER活性（66.08 mmol h?1 g?1）约为负载铂的CZ0.15S的25倍，当使用Na2S/Na2SO3作为牺牲剂时该数值进一步提升至223.17 mmol h?1 g?1。同时，在Na2S/Na2SO3溶液中，CZ0.15S-0.2M-NiOx样品在420 nm处表现出64.1%的表观量子产率，并在长时间光照下保持良好的HER稳定性。本研究成果可为能源相关应用先进材料的开发提供重要启示。

    关键词： 电荷分离、一维杂化纳米结构、光催化析氢、能带排列、活性位点

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 通过能带排列提升纳米结构CuO-ZnO太阳能电池的性能

    摘要： 在本研究中，我们探究了钴掺杂对纳米结构ZnO/CuO异质结太阳能电池能带排列及性能的影响。通过低温、低成本的化学浴沉积技术制备了ZnO纳米棒和CuO纳米结构。利用X射线光电子能谱估算了Zn1?xCoxO（x=0、0.05、0.10、0.15和0.20）与CuO纳米结构间的能带偏移，发现其与CuO的导带偏移减小，进而提升了开路电压。研究表明，适量钴掺杂能有效钝化ZnO相关缺陷，形成适宜的导带偏移，抑制界面复合并增强导电性与载流子迁移率。电容-电压分析证实钴掺杂可有效增大耗尽层宽度和内建电势。阻抗谱分析显示，10%钴掺杂时复合电阻增至最大值，从而降低了界面电荷复合。此外，在活性层（CuO）与金电极间插入薄层三氧化钼（MoO3）可阻碍肖特基结形成并改善界面电荷提取。当采用10%钴掺杂ZnO和20纳米厚MoO3缓冲层时，ZnO/CuO太阳能电池实现了2.11%的最佳光电转换效率。本研究成果揭示了能带排列对ZnO/CuO异质结太阳能电池性能的关键作用，为提升氧化物基异质结太阳能电池转换效率提供了研究方向。

    关键词： 纳米结构、太阳能电池、X射线光电子能谱、功率转换效率、氧化钼、化学浴沉积、能带排列、CuO-ZnO、钴掺杂

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过盐酸胍后处理降低能量损失并优化能带排列以实现高性能CsPbI3太阳能电池

    摘要： 由于具有优异的热稳定性和合适的带隙（约1.7电子伏特），无机卤化物CsPbI3钙钛矿太阳能电池近年来引起了广泛关注。然而，CsPbI3钙钛矿太阳能电池仍面临高能量损失（Eloss）问题，导致开路电压（VOC）较低。本文通过在CsPbI3薄膜表面进行溴化胍（GABr）后处理，开发出高效的CsPbI3钙钛矿太阳能电池。经过优化，获得了18.02%的最高功率转换效率（PCE），高于原始值（16.58%）。进一步研究发现，钝化作用表征表明非辐射复合速率降低。此外，CsPbI3与界面层之间的能带排列也得到优化，降低了电子收集的传输势垒，并形成了优异的空穴接触，为促进空穴转移提供驱动力，同时阻止电子反向流动。

    关键词： 能量损失、GABr、非辐射复合、CsPbI3、能带排列

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 氟化锂中间层增强钙钛矿发光二极管性能的机制

    摘要： 在电子传输层与阴极之间使用氟化锂（LiF）作为薄中间层，对钙钛矿发光二极管（PeLEDs）取得显著进展起到了关键作用；然而，LiF产生这种效应的机制仍有待充分阐明。本研究通过实验与计算相结合的方法发现，LiF中间层的优势源于解离的锂向阴极迁移以及解离的氟向阳极迁移。电子器件模拟表明：前者通过降低肖特基势垒高度改善电子注入，后者则缩减势垒宽度。这些作用共同降低了启动电压，提升了LED的电流密度与电荷平衡性。我们制备了含/不含LiF中间层的PeLED器件，并将这些材料现象与电子效应关联至器件的光-电流-电压特性。通过对PeLED进行溅射剖面分析获得的X射线光电子能谱，证实了LiF的解离现象。

    关键词： 发光二极管、界面偶极子、金属卤化物钙钛矿、光电子能谱、能带排列

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 氢在调控背发射极硅异质结太阳能电池a-Si:H/c-Si界面钝化及能带排列中的作用

    摘要： 提升本征氢化非晶硅(a-Si:H(i))薄膜的接触特性对实现高效硅异质结(SHJ)太阳能电池至关重要。本研究采用热丝化学气相沉积(HWCVD)技术，通过调节氢稀释比例来优化a-Si:H(i)薄膜的微观结构，以应用于背发射极SHJ太阳能电池。研究发现：低稀释比下高氢含量伴随的高价带偏移会降低填充因子(FF)；而高稀释比时与外延生长相关的高界面缺陷密度则同时导致FF和开路电压(VOC)恶化。特别值得注意的是，中等稀释比制备的最致密薄膜具有最紧密的结构，其氢主要以孤立态而非团簇态存在。最终，采用优化后的a-Si:H(i)层使SHJ太阳能电池效率高达22.5%，这归因于FF的显著提升——该提升源自a-Si:H(i)/c-Si界面钝化质量的改善及合理的能带排列。本研究清晰揭示了SHJ器件参数与a-Si:H(i)/c-Si界面特性之间的关联，可为追求高效SHJ太阳能电池的a-Si:H钝化层设计提供指导。

    关键词： 热丝化学气相沉积（HWCVD）、氢稀释、异质结太阳能电池（SHJ）、氢化非晶硅本征层（a-Si:H(i)）、钝化、能带排列

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 利用TaSiO<sub>x</sub>原子层沉积工艺对(100)和(110)晶向外延InGaAs进行原位SiO<sub>2</sub>钝化

    摘要： 本工作报道了在固态源分子束外延生长的(100)InxGa1?xAs和InP衬底上(110)InxGa1?xAs表面生长栅介质TaSiOx时，采用原子层沉积(ALD)原位SiO2钝化技术。X射线倒易空间图谱显示准晶格匹配的InxGa1?xAs外延生长于晶体取向的InP衬底上。截面透射电镜揭示ALD TaSiOx与(100)及(110)InxGa1?xAs外延层间存在锐利异质界面，其中观察到(100)和(110)InxGa1?xAs表面均形成约0.8nm厚、生长一致的SiO2界面钝化层(IPL)。X射线光电子能谱(XPS)证实复合TaSiOx中包含SiO2成分，并分别测得TaSiOx相对于(100)和(110)InxGa1?xAs取向的价带偏移量(ΔEV)为2.52±0.05eV和2.65±0.05eV。通过拟合O 1s XPS损耗谱获得的TaSiOx带隙值(分别为4.60eV和4.82eV)及文献报道的组分相关InxGa1?xAs带隙数据，计算得出(100)InxGa1?xAs的导带偏移量(ΔEC)为1.3±0.1eV，(110)InxGa1?xAs为1.43±0.1eV。本工作中ALD TaSiOx生长过程中采用SiO2 IPL对InxGa1?xAs进行原位钝化，以及所报道的较大ΔEV和ΔEC值，将有助于未来开发热力学稳定的高κ栅介质InxGa1?xAs器件，特别是在低功耗工作条件下实现更低的栅极漏电流。

    关键词： 原位SiO2钝化、原子层沉积、InxGa1?xAs、能带排列、TaSiOx、栅介质

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 热蒸发二氧化钛作为硅太阳能电池电子选择性接触的特性

    摘要： 近期，氧化钛作为硅太阳能电池的载流子选择性接触材料受到广泛研究。本研究采用热蒸发与氧化的简易沉积法制备了氧化钛薄膜，重点表征了该氧化法制备的TiO?电子选择性钝化接触层。随后通过高分辨透射电镜对SiO?叠层结构进行观测，并分别运用X射线衍射和X射线光电子能谱分析了氧化钛薄膜的物相与化学组分。采用准稳态光电导法测量载流子寿命验证各层钝化质量，测得隐含开路电压达644 mV。紫外-可见光谱与紫外光电子能谱分析揭示了TiO?层的能带排列与载流子选择性，证实氧化钛与硅界面处相对于导带和价带的能带偏移量分别为~0.33 eV和~2.6 eV。

    关键词： 载流子选择性接触电池、能带排列、二氧化钛、电子选择性接触

    更新于2025-09-23 15:19:57