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溅射生长NMZO薄膜中价电子激发与等离激元增强的研究：用于能量收集应用
摘要： 我们报道了一种在钠掺杂氧化镁锌（NMZO）薄膜中通过溅射激发产生等离激元的新方法。在双离子束溅射系统中，利用次级直接耦合离子源在薄膜生长过程中进行材料溅射，由于薄膜中不同元素的溅射速率差异，导致其组成元素形成纳米团簇，从而产生等离激元。对NMZO中等离激元生成的验证如下：a) 通过紫外光电子能谱测量获得的电子能量损失谱中识别等离激元特征；b) 计算体相价带、表面价带和颗粒等离激元共振能量，并将每个等离激元峰与不同纳米团簇的相应等离激元能量峰对应；c) 采用光谱椭偏仪测量，通过研究不同光学特性来验证等离激元行为。此外，将等离激元特性与碱金属结合对提高太阳能电池性能起着关键作用。因此，探究了作为CIGSe/背接触层之间背散射层的等离激元增强型NMZO，以确定以下额外优势：1) 由于NMZO层中的钠扩散，钠掺入吸收层；2) 在背接触与CIGSe之间加入NMZO层改善CIGSe薄膜的形貌。通过二次离子质谱测量探究钠向吸收层的扩散情况，并利用场发射扫描电子显微镜分析研究在背接触/吸收层之间加入NMZO层对CIGSe形貌的改善。
关键词： UPS、NMZO、超薄太阳能电池、等离子体激元、溅射
更新于2025-11-21 11:03:13
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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
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剥离的MoS<sub>2</sub>纳米片的电子结构和磁行为
摘要： 研究了从原始六方晶体（2H-MoS2）机械剥离得到的层状二硫化钼（MoS2）纳米片的电子结构与磁行为之间的关联。拉曼光谱显示A1g和E12g两个拉曼峰之间的能量差（ΔE）约为20.2 cm-1，表明通过机械剥离原始2H-MoS2获得了单/双层MoS2纳米片。X射线衍射图谱中（002）反射峰的缺失证实了少层及单/双层MoS2纳米片的形成。单/双层MoS2纳米片的Mo LII边和S K边X射线吸收近边结构光谱显示不同峰的分裂导致其能带结构发生显著变化。磁M-H回线测量清晰地表明，由于缺陷（"S"空位或晶界区域的缺陷）的存在以及态密度（DOS）的增加，从原始MoS2到单/双层MoS2的室温铁磁性增强。UPS（He-I）测量显示价带顶位置从原始MoS2的1.11 eV升高到单/双层MoS2纳米片的1.57 eV，而表面功函数（Ф）从原始MoS2的4.85 eV降低到单/双层MoS2纳米片的4.47 eV。UPS（He-II）显示费米能级（Ef）附近S 3p衍生态的价带态密度（DOS）。随着剥离MoS2层数的减少，Mo 3d和S 2p XPS核心能级峰向更高能量移动。随着层数的减少，单/双层MoS2纳米片的价带光谱以及VB-PES光谱显示出随厚度减小而增强的态密度。
关键词： UPS（紫外光电子能谱）、VB-PES（价带光电子能谱）、XANES（X射线近边吸收精细结构）、剥离的MoS?纳米片、XPS（X射线光电子能谱）、RT-FM（室温铁磁共振）
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过原位LEIPS与UPS结合GCIB对OLED器件电子能带结构的分析
摘要： 低能逆光电发射谱（LEIPS）和紫外光电子能谱（UPS）被整合至多技术X射线光电子能谱（XPS）系统中，分别用于探测有机材料的电离能和电子亲和能。通过采用气体团簇离子束（GCIB），还实现了LEIPS和UPS的原位分析及深度剖析。成功评估了金（100纳米）/氧化铟锡（100纳米）/玻璃基底上10纳米厚富勒烯（C60）薄膜沿深度方向的能带结构。
关键词： LEIPS–UPS，团簇离子束深度剖析，OLED器件，电子能带结构
更新于2025-09-23 15:21:01
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为制备高性能非富勒烯聚合物太阳能电池而改进空穴传输层
摘要： 界面工程被认为是改善空穴传输层（HTL）电荷传输性能的可行策略，这对提升有机太阳能电池（OSC）器件性能至关重要。本研究选取两种醇溶性材料——2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基喹啉二甲烷（F4-TCNQ）和双(异硫氰酸根)(2,2'-联吡啶-4,4'-二羧酸根)(四丁基铵)合钌(II)（N719）染料作为HTL掺杂剂，在聚[[2,6'-4,8-二(5-乙基己基噻吩基)苯并[1,2-b:3,3-b]二噻吩][3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基]：(2,2'-((2Z,2'Z)-(((4,4,9,9-四(4-己基苯基)-4,9-二氢-s-茚并[1,2-b:5,6-b']二噻吩-2,7-二基)双(4-((2-乙基己基)氧基)噻吩-5,2-二基))双(亚甲基))双(5,6-二氟-3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-2,1-二亚基))双丙二腈（PTB7-Th:IEICO-4F）OSC中，探究了F4-TCNQ和N719染料在聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）中的掺杂效果（含/不含石墨烯量子点（G-QDs）层）。非富勒烯OSC的功率转换效率从8.84%提升至10.12%。通过对比研究原始器件与改性器件，分析了HTL修饰对纳米形貌结构和光物理性质的影响。化学掺杂与双层策略优化了能级排列、纳米形貌、空穴迁移率及HTL功函数，显著降低了漏电流与复合损耗。本研究表明：采用HTL掺杂并结合G-QDs层构建双层HTL，是制备高性能非富勒烯聚合物太阳能电池的有效策略。
关键词： UPS、PTB7-Th:IEICO-4F、原子力显微镜、XPS、有机太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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地球丰产元素Cu-Zn-Sn-S太阳能电池中替代电子传输层的a-TiO?/Cu-Zn-Sn-S界面能级排列与纳米尺度研究
摘要： 多年来，以丰富地球元素和纯硫化物为原料的铜锌锡硫（CZTS）太阳能电池效率一直停滞在9.4%左右，而其同类产品铜铟镓硒（CIGS）的效率已超过22%?？返缪梗╒OC）偏低是导致效率低下的主要挑战因素，这是由严重的非辐射界面复合引起的。传统CZTS-CdS界面因能量级排列不当和晶格失配存在较高缺陷态，加剧了陷阱辅助复合效应，从而导致低开路电压。本研究提出采用非晶态二氧化钛（带隙Eg=3.8 eV）作为传统低带隙硫化镉（Eg=2.4 eV）层的理想替代材料。通过X射线光电子能谱（XPS）和紫外光电子能谱（UPS）对CZTS-TiO2层表面及界面进行了研究，结果显示CZTS-TiO2界面呈现有利的"尖峰"状构型，其导带偏移值为0.17 eV。利用开尔文探针力显微镜对CZTS-TiO2层界面进行纳米尺度探测表明，与传统CZTS-CdS界面相比，CZTS-TiO2界面的复合势垒更高?；贑ZTS-TiO2异质结的光电探测器中光生载流子的快速衰减响应和较低持续光电导现象进一步验证了研究结果。能级排列与纳米尺度界面研究表明，二氧化钛可作为丰富地球元素CZTS太阳能电池极具前景的缓冲层替代材料。
关键词： XPS、TiO2、CZTS、CdS、能级排列、KPFM、UPS、太阳能电池、界面复合
更新于2025-09-16 10:30:52