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用于通信波长高响应度全向光电探测的有源天线硅基嵌入式沟槽
摘要： 尽管近期关于利用等离激元纳米结构实现半导体带隙能量以下光探测的研究已十分深入，但这类基于热电子的器件效率始终较低——这是由于热电子在金属纳米结构活性天线中迁移和传递时不可避免地存在能量损耗。本研究提出高折射率材料嵌入式沟槽状（ETL）活性天线概念，可在金属-半导体界面下方超浅区域（约10纳米）实现近100%吸收率，该距离远小于贵金属层中热电子的平均自由程?；谡庵諩TL活性天线，我们在零偏压条件下分别获得1310纳米和1550纳米波长处5854 nA·mW?1与693 nA·mW?1的光响应度，显著高于现有大多数工作于光通信波段、基于活性天线的硅光电探测器。此外，ETL天线策略保持了全向宽带光响应特性，在低功率密度光照（低至11.1 μW·cm?2）下仍具有优异的线性检测度（R2=0.98889）。当入射角从垂直方向变化至60°时，ETL天线器件的光响应变化幅度小于10%。这些ETL基器件兼具高响应度与宽带全向探测能力，在硅光子学、能量收集、光催化及传感器件等诸多热电子光电子应用领域展现出重要潜力。
关键词： 热电子，嵌入式，等离子体激元，肖特基，高折射率材料
更新于2025-09-23 15:23:52
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全面理解与控制缺陷结构：有机-无机杂化钙钛矿基太阳能电池应用的有效途径
摘要： 理解有机-无机杂化钙钛矿材料（OHP）中的缺陷结构对于解释材料稳定性、能带结构、载流子迁移率等物理特性至关重要。在应用OHP的太阳能电池中，发现、理解和控制缺陷是制造高效稳定先进器件的关键。因此，我们需要明确OHP中可能存在的缺陷并掌握其规律。然而，该材料的缺陷研究领域目前尚处于起步阶段。本简评将探讨OHP中各类缺陷及其影响。
关键词： 分子缺陷、有机-无机杂化钙钛矿、肖特基/弗伦克尔缺陷、空位、离域缺陷、薄膜、缺陷、太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:21
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通过简单化学方法制备BiFeO3薄膜用于异质结型太阳能电池设计的研究
摘要： 通过一种无2-甲氧基乙醇（酸性）的简易化学方法合成了不同厚度的多晶BiFeO3（BFO）薄膜。获得了晶粒尺寸小于18.8纳米的菱面体纯相。扫描电镜图像显示，当BFO沉积在不同半导体衬底（ZnO、掺镍ZnO和CdS）上时，其形貌平坦且均匀。当BFO沉积在CdS上时，观察到最高的粗糙度值（8.6纳米）。光学响应表明，随着厚度增加，光学带隙略有变化。采用不同的太阳能电池结构（p-BFO-n和BFO-n）评估了BFO薄膜的光伏响应。结果显示，基于Ag/PbS/BFO/CdS/FTO/玻璃结构的太阳能电池表现出短路电流密度JSC=239.6 mA/cm2和功率转换效率η=7.65×10?3%。通过光电化学和铁电测量解释了光伏响应。
关键词： 莫特-肖特基、X射线光电子能谱、压电力显微镜、BiFeO3薄膜
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于砷化镓氮的肖特基太阳能电池原型模拟
摘要： 氮化物半导体（如GaAs1-xNx合金）因其独特的物理特性和在光电子学领域的广泛应用前景而备受关注。本报告采用SCAPS软件对AM1.5G标准太阳光照进行数值模拟，系统优化n型GaAsN基肖特基太阳能电池的几何与物理参数以实现最高转换效率。该优化过程涉及氮浓度、金属功函数、掺杂浓度及GaAsN层厚度等关键变量。研究结果表明：通过选择能在控制GaAsN有源层掺杂浓度与厚度的同时实现高势垒高度的金属材料，可开发出高性能GaAs1-xNx基肖特基太阳能电池。采用本设计方案时，当氮浓度x=0.004时，n型GaAsN肖特基太阳能电池预期效率可超过27%。
关键词： 太阳能电池，砷化镓氮，模拟，肖特基
更新于2025-09-12 10:27:22
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热退火对四元AlInGaN外延层上Ni/Pt肖特基接触电学与结构特性的影响
摘要： 在四元Al0.84In0.13Ga0.03N外延层上制备了Pt/Au、Ni/Au和Ni/Pt/Au肖特基接触。通过电流-电压(I-V)、电容-电压(C-V)和高分辨X射线衍射(HR-XRD)测试，研究了原始沉积态及不同退火温度下Ni/Pt/Au肖特基接触的电学与结构特性。根据I-V法、Norde法和C-V法测量，原始沉积的Pt/Au接触具有最高肖特基势垒高度(SBH)（I-V测得0.82 eV，Norde法0.83 eV，C-V法1.09 eV）。退火Ni/Pt/Au接触的SBH经I-V计算分别为：300°C时0.80 eV，400°C时0.79 eV，500°C时0.78 eV，显示其随退火温度升高至500°C持续降低。退火样品中出现的额外衍射峰证实界面形成了新相，但衍射图谱未随退火温度变化。原始沉积的Pt/Au(5.69)、Ni/Au(6.09)和Ni/Pt/Au(6.42)接触以及300°C(6.89)、400°C(7.43)和500°C(8.04)退火的Ni/Pt/Au接触均呈现较高理想因子，这归因于热电子发射之外的电流输运机制（如位错相关隧穿效应）。
关键词： A3. 金属有机化学气相沉积（MOCVD），退火效应，A1. 肖特基，B1. AlInGaN
更新于2025-09-10 09:29:36
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真空蒸发法制备的FTO/(Cu, Ag)2ZnSnSe4薄膜及其电化学分析
摘要： 采用热蒸发法在FTO基底上沉积了Cu2ZnSnSe4和Ag2ZnSnSe4薄膜，随后在300?C下退火2小时。XRD分析证实CZTSe和AZTSe薄膜均形成四方结构。通过主晶峰(112)向低角度2θ=26.1?（AZTSe）偏移确认了用Ag替代Cu的引入。拉曼光谱中186 cm-1和183 cm-1处的显著振动峰证实了CZTSe和AZTSe薄膜的形成，该技术还检测到SnSe作为第二相存在。光学光谱对比显示AZTSe薄膜在可见光区的吸收高于CZTSe薄膜，这归因于Ag的表面等离子体共振效应。AFM图像显示两种薄膜均呈金字塔结构。Mott-Schottky曲线表明FTO/CZTSe呈现p型导电性，而FTO/AZTSe薄膜为n型导电性，这种导电性差异源于Cu被Ag取代。通过标准三电极体系在多硫化物电极体系中测试光电化学电池(PEC)性能，对比开路电压Voc值可知AZTSe薄膜比CZTSe薄膜具有更高的Voc值，这对光伏应用至关重要。测得FTO/AZTSe薄膜的光电转换效率(PCE)为0.31%，而FTO/CZTSe约为0.29%。阻抗谱显示FTO/CZTSe和FTO/AZTSe薄膜均呈现半圆特征。
关键词： 莫特-肖特基、电化学阻抗、Cu2ZnSnSe4、光电化学电池、Ag2ZnSnSe4
更新于2025-09-09 09:28:46
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金纳米粒子/氧化镍/聚(N-丙酸吡咯)杂化多层膜：电化学研究及其在生物传感中的应用
摘要： 本研究描述了氧化铟锡/金纳米颗粒/氧化镍/聚吡咯-N-丙酸（ITO/GNPs/NiO/poly(PPA)）多层薄膜的制备及其酪氨酸酶（Ty）修饰过程。通过顺序电化学组装法在ITO基底上制备ITO/GNPs/NiO/poly(PPA)电极，该电化学沉积技术能简便、低成本地合成具有可控厚度和附着形态的多层薄膜。采用循环伏安法（CV）、傅里叶变换红外光谱-衰减全反射（FTIR-ATR）、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对薄膜组装过程进行表征。基于Mott-Schottky（M-S）方法研究了修饰电极的半导体/电解质界面特性，根据电位截距获得平带电位（EFB），根据线性斜率计算载流子密度（ND）。测得ITO/GNPs/NiO/poly(PPA)的ND和EFB分别为2.48×1021 cm?3和0.26 V。通过碳二亚胺偶联反应固定酪氨酸酶，采用FTIR-ATR、SEM、AFM和电化学阻抗谱（EIS）对生物电极进行表征。引入Randles等效电路模型分析多巴胺（DP）检测的阻抗生物传感性能及生物电极/电解质界面特性。ITO/GNPs/NiO/poly(PPA)-Ty电极在80 μM至0.2 mM线性范围内对多巴胺检测表现出显著的电荷转移电阻（RCT）变化，检测限（LOD）为5.46 μM。
关键词： 酪氨酸酶、聚吡咯-N-丙酸、聚合物复合材料、莫特-肖特基、多巴胺
更新于2025-09-09 09:28:46