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oe1(光电查) - 科学论文

63 条数据
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  • PbS/CdS和PbSe/CdSe核壳量子点中的声子驱动能量弛豫

    摘要： 我们研究了化学成分对核/壳量子点（QDs）中声子介导的激子弛豫的影响，该量子点具有1纳米的PbX核和单层CdX壳层，其中X=S和Se。为此，基于密度泛函理论（DFT）和表面跳跃技术的时间域非绝热动力学（NAMD）被应用。模拟显示，由于与硫阴离子结构中较高能光学声子的主导耦合，PbS/CdS中的能量弛豫比PbSe/CdSe快两倍。对于这两种量子点，与核壳界面相关的长寿命中间态主导了动力学过程。因此，简单的指数模型并不适用，建议采用四态不可逆动力学模型，分别预测PbSe/CdSe和PbS/CdS量子点的弛豫速率为0.9皮秒和0.5皮秒。因此，具有单层壳的2纳米PbSe/CdSe量子点展现出足以使载流子倍增超过能量耗散的声子介导弛豫时间，从而有利于提高太阳能转换效率。

    关键词： 密度泛函理论，声子驱动的能量弛豫，PbSe/CdSe，PbS/CdS，核/壳量子点，表面跳跃技术，非绝热动力学

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 薄膜太阳能电池

    摘要： 铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池存在背接触处的高复合损耗以及前接触层的寄生吸收问题。介电钝化层能克服这些限制，实现对界面复合的有效控制——随着薄膜太阳能电池效率提升且厚度减薄以减少贵金属消耗，这一特性变得愈发重要。我们展示了通过原子层沉积技术在CIGS上制备的氧化物基钝化层的光电与化学界面特性。适当的沉积后退火工艺可消除有害界面缺陷并促使CIGS表面重构氧化。不同钝化方案的光电界面特性高度相似，证明无论钝化氧化物中采用何种金属元素，都能有效抑制界面态。当使用氧化铝（Al2O3）作为钝化层时，我们证实其界面电荷会产生额外的场效应钝化作用，形成优于最先进硫化镉（CdS）缓冲层的界面钝化效果。基于该化学界面模型，我们开发出无需接触图案化的全区域背面界面钝化层，相比标准钼背接触实现了1%的绝对效率提升。

    关键词： 铜铟镓硒（CIGS）、硫化镉（CdS）、原子层沉积、氧化、薄膜太阳能电池、复合损耗、氧化铝（Al2O3）、界面钝化

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用CdS/CdSe/CdS量子点作为中间层的高效全无机CsPbBr<sub>3</sub>钙钛矿太阳能电池

    摘要： 高效全无机钙钛矿太阳能电池需要CsPbBr3到TiO2的快速电荷转移以减少陷阱态复合。本文通过在TiO2与CsPbBr3层间插入CdS/CdSe/CdS量子点(QD)层制备全无机钙钛矿太阳能电池。通过调节CdS/CdSe/CdS量子点中CdSe层的厚度，可将导带(CB)能级调控至-3.72~-3.87 eV。插入量子点中间层后，TiO2与CsPbBr3的导带能级偏移减小，使电荷转移速率从0.040×10^9提升至0.059×10^9 s^-1。含量子点中间层的太阳能电池功率转换效率(PCE)达8.64%，较无量子点器件提高20%。

    关键词： CdS/CdSe/CdS量子点，功率转换效率，电荷转移，全无机钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 水葫芦衍生碳量子点与g-C3N4复合材料用于太阳光驱动的2,4-二氯苯酚光降解

    摘要： 碳点（CDs）成功从水葫芦叶中提取，并通过水热处理与g-C3N4复合形成二元复合材料。测得碳点平均粒径为3.1纳米，在紫外光照射下呈现蓝绿色荧光。当负载20 wt.%（20CDs/g-C3N4）和40 wt.%（40CDs/g-C3N4）碳量时，两种复合材料对2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）的降解效率均达到最高值，较纯g-C3N4提高1.7倍。该研究通过延长光生电子寿命和拓宽可见光响应范围，成功提升了g-C3N4性能。其中20CDs/g-C3N4和40CDs/g-C3N4在降解2,4-DCP时分别表现出最佳光催化性能，降解速率常数达0.0194和0.0186 min?1，这归因于20CDs/g-C3N4中延长的载流子寿命，以及40CDs/g-C3N4优异的可见光吸收能力和高比表面积。捕获剂测试表明空穴（h+）和超氧自由基（·O2?）是光催化反应中的关键活性物种。

    关键词： 碳量子点、水葫芦、CDs/g-C3N4复合材料、2,4-二氯苯酚

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 级联结构ZnO/TiO?/CdS量子点敏化太阳能电池

    摘要： 采用连续离子层吸附与反应（SILAR）法，在掺氟氧化锡（FTO）基底上合成了以不同浓度（0.1 M、0.2 M、0.5 M和0.8 M）CdS量子点前驱体溶液制备的ZnO/TiO2/CdS量子点敏化太阳能电池（QDSSC）级联结构。使用多硫化物电解液作为氧化还原介质。ZnO/TiO2组合作为光阳极时效果最佳并改变了QDSSC的工作机制。传统铂对电极被低成本的硫化铜对电极替代。分别通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）和X射线衍射仪进行形貌与结构表征，采用紫外-可见（UV-Vis）光谱进行光学特性分析。观测到不同前驱体浓度（48.90%、45.90%、44.20%和42.41%）下TiO2/ZnO表面量子点（QD）敏化剂的孔隙率。通过太阳光模拟器在AM 1.5G光谱（光强100 mWcm?2）照射下评估原型电池的J-V特性与性能，其中0.1 M浓度获得最高效率2.44%，0.8 M浓度最低效率为0.52%。

    关键词： 量子点敏化太阳能电池，ZnO/TiO2/CdS，对电极

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 原位合成硫化镉/还原氧化石墨烯/铋Z型氧碘化物体系用于增强氯代对羟基苯甲酸酯降解的光催化性能

    摘要： 通过原位生长法制备了一种高效的还原氧化石墨烯（rGO）基硫化镉/还原氧化石墨烯/碘氧化铋（CdS/rGO/BiOI）Z型体系。rGO与纳米颗粒间的强相互作用促进了光生载流子的传输，实现了CdS电子与BiOI空穴的分离富集。该Z型体系使CdS电子保持高还原能力，BiOI空穴维持高氧化能力。因此在可见光照射下，CdS/rGO/BiOI复合材料对3,5-二氯-4-羟基苯甲酸甲酯（MDHB）的光催化降解活性显著优于纯CdS和BiOI。特别地，活性物种与转化产物的鉴定表明：富集的光生电子促进了MDHB的还原脱氯；脱氯副产物随后被光生空穴氧化裂解为无害的小分子羧酸或无机物。本研究为设计合成可见光驱动下同时实现氯代防腐剂脱氯与降解的Z型光催化剂提供了理想的原位生长方法。

    关键词： 脱氯，可见光光催化，CdS/rGO/BiOI复合材料，Z型机制，对羟基苯甲酸酯类氯化物

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 用于增强析氢和亚甲基蓝降解的中空核壳CdS@TiO?/Ni?P光催化剂合成

    摘要： 在光催化制氢过程中，与催化剂保持紧密界面接触至关重要。我们设计了一种空间分离的无贵金属光催化体系，通过高频可见光产氢。该体系采用牺牲模板法制备的新型中空核壳结构CdS@TiO2/Ni2P催化剂进行测试。实验数据显示：使用420nm光源时，2.5小时产氢量达14.80 mmol/g；采用AM1.5G滤光片的氙灯照射下，相同时间产氢量为34.78 mmol/g。由于TiO2对CdS的光腐蚀保护作用，中空核壳CdS@TiO2/Ni2P颗粒比CdS@TiO2/Pt结构具有更优稳定性。CdS与Ni2P的复合使TiO2在720nm波长处的吸收范围得以扩展。光反应产生的空穴和电子可分别迁移至TiO2防护层内侧的CdS和外侧的Ni2P，这种设计增加了反应表面积从而提升产氢效率。

    关键词： 模板，制氢，CdS@TiO2/Ni2P，中空核壳结构

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 硫化镉-还原氧化石墨烯纳米复合材料的合成、表征及电化学性能

    摘要： 如今，半导体金属硫化物纳米粒子的制备研究正迅速兴起。通过优化合成工艺参数，可调控其形貌并赋予独特特性，而恰当的合成策略能显著改变材料的电学、光学及催化性能。本研究采用简易一步水热法制备了CdS/rGO纳米复合材料，该技术为制备具有优异电催化特性的石墨烯基纳米复合材料提供了便捷途径。我们系统观测了合成样品的结构、形貌及电化学特性：通过场发射扫描电镜（FESEM）、透射电镜（TEM）和X射线衍射（XRD）分析确定了表面形貌特征与物相组成；XRD图谱证实了合成样品的晶相结构；采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱（FT-Raman）分析了表面官能团；检测了CdS及CdS/rGO纳米复合材料的光学特性；利用FESEM和TEM图像展示了材料表面形貌与粒径分布；通过能量色散X射线光谱（EDAX）评估了元素组成。此外，本研究测定了合成样品的介电损耗、介电常数、电阻率及交流电导率等参数，从而全面评估了其电化学特性。结果表明，该合成样品可作为高能量密度超级电容器的潜在电极材料。

    关键词： CdS/rGO纳米复合材料，石墨烯，电化学研究

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • CdS掺杂在提高溶液法生长的CdS/PbS异质结中SWIR光伏和光电导响应方面的作用

    摘要： 低成本短波红外（SWIR）光伏（PV）探测器和太阳能电池极具研究价值，但目前主流生产技术依赖于昂贵的InGaAs外延层生长工艺。本研究采用化学浴沉积（CBD）技术，通过溶液法制备了能吸收1550nm波长（带隙Eg=0.8 eV）SWIR光的p型量子限域（QC）PbS纳米畴（NDs）结构层。这些功能层分别基于两种不同CBD工艺，生长在氟掺杂氧化锡（FTO）衬底上的两种n型CdS中间层（Eg=2.4 eV）表面，由此获得两类可作为SWIR光伏探测器的CdS/PbS异质结。两种器件展现出相似的光致发光特性，但对SWIR光照的电学响应却存在显著差异：其中一类CdS/PbS异质结对SWIR光直接产生光伏响应，另一类则需施加偏压才能呈现光响应。为阐明该现象（已知两种异质结的唯一差异在于CdS层掺杂水平），我们通过表面光电压（SPV）技术测量其掺杂浓度，发现两种器件呈现不同极化特征，证实不同制备工艺导致CdS层掺杂水平存在差异（霍尔效应测量亦验证此结论）。在相对于CdS的超带隙光照条件下进行电流-电压测试时，电学响应显示空穴可从CdS向PbS无势垒转移。结果表明这种响应差异确实源于CdS掺杂水平不同所导致的CdS/PbS异质结界面能带结构变化。研究发现：与同类结构的太阳能电池或可见光探测器不同，SWIR光电探测器中形成的I型异质结会在界面处形成限制QC-PbS光生电子向CdS侧注入的势垒。较高n型掺杂的CdS会在其界面侧形成窄耗尽区及尖峰状势垒——该势垒足够狭窄可实现隧穿电流，从而产生光伏电流。实验数据显示：采用CBD法制备的SWIR敏感CdS/PbS-NDs异质结在零偏压下可获得约2%的外量子效率（EQE）和约20%的内量子效率（IQE）。

    关键词： CBD、CdS/PbS异质结、短波红外光电探测器、PbS纳米点

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 聚合物包覆对光子多核壳量子点CdSe/CdS/ZnS的影响：阳光作用与抗菌活性

    摘要： 采用无保护气氛的前驱体注入法（无需膦试剂），在石蜡液体和油酸中制备了高发光性的CdSe/CdS/ZnS核-多壳量子点(QDs)。通过聚合物(PEG、PVA、PVP和PAA)包覆CdSe/CdS/ZnS核-多壳量子点以提高其稳定性。光致发光光谱显示，这种核-多壳结构量子点通过抑制缺陷敏感核和非辐射复合，在355-410 nm范围内表现出增强的发射。XRD证实获得了晶粒尺寸为22-44 nm的立方闪锌矿结构量子点。所有样品的吸收光谱表明其在302-380 nm紫外区域具有吸收特性。FT-IR光谱中712、731及400-700 cm?1波段分别对应CdSe、CdS和ZnS的键伸缩振动。SEM图像显示CdSe、CdSe/CdS和CdSe/CdS/ZnS量子点呈球形，而不同聚合物(PEG、PVA、PVP和PAA)包覆的量子点则呈现线性均匀的纳米纤维形态（尺寸范围12-38 nm）。这些制备的量子点在可见光下放置48小时后，经紫外光照射后其UV-vis强度增强范围达389-464 nm，发射强度增强范围达492-509 nm（经UV和PL光谱确认）。带有有机配体的CdSe/CdS/ZnS量子点对肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌表现出广谱抗菌活性。

    关键词： CdSe/CdS/ZnS、光致发光、聚合物包覆、量子点、抗菌活性

    更新于2025-09-23 15:19:57