卤化物钙钛矿量子点0D-2D混合维度异质结构光探测器的研究进展及挑战

综述了多晶卤化物钙钛矿薄膜的局限性,卤化物钙钛矿量子点的基本光学性质和制备方法,以及在光电探测器方面的器件结构研究进展,并重点介绍了应用在0D-2D混合维度异质结基光电晶体管器件的突破,包括界面载流子行为和高性能光探测器的构建.最后,总结了卤化物钙钛矿量子点作为未来商业化应用的光电子器件和电子器件的候选材料所面临的主要问题和挑战,譬如化学不稳定性、铅毒性问题、量子点与其他材料间界面高效电荷传输等问题,并提出了解决思路和方法.这为设计和推进高性能、高稳定性卤化物钙钛矿量子点基光电功能化器件的商业化应用指明了方向.     

前界面缺陷对钙钛矿太阳电池性能的影响模拟

通过对光伏器件的模拟分析可以进一步提高对器件的认识深度,在实际工艺中利于优化器件制备条件,为高效钙钛矿太阳电池提供新思路.借助SCAPS模拟软件研究钙钛矿电池中钙钛矿吸收层、CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x/TiO_2界面、TCO/TiO_2界面中缺陷态密度对电池性能的影响,模拟表明CH_3NH_3P I_(3-x)Cl_x中缺陷态密度和缺陷能级位置对器件效率的影响非常大,当缺陷态密度小于10~(16)cm~(-3)时,器件光电转换效率都能保持较高数值,达到16%以上.CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x/TiO_2界面层中CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x缺陷态密度对器件的FF影响较大,当缺陷态密度小于10~(17)cm~(-3)时器件填充因子都能保持较高的数值,达到78%以上.TiO_2缺陷态密度降低和掺杂浓度提高对器件填充因子和开路电压都有利.TCO/TiO_2界面层中适当增大窗口层掺杂浓度和带隙可以有效改善器件的光伏性能.     

基于噻唑并噻唑结构的共轭聚合物太阳能电池材料的合成与表征

为了得到一种新型高效的聚合物太阳能电池材料,通过Stille聚合反应合成了一种以噻唑并噻唑为电子受体单元和硅基联噻吩为电子给体单元的交替共轭聚合物(PTTz-Si)。这种聚合物具有较窄的光学带隙(1.77eV)、较高的热稳定性以及比较宽泛的紫外可见吸收光谱,其良好的溶解性保证了可以通过溶液加工制备成有机太阳能电池器件,是一种潜在的聚合物太阳能电池活性层供体材料。通过核磁共振氢谱、碳谱、热重分析、紫外可见吸收光谱、凝胶渗透色谱和电化学等测试方法对该聚合物进行了表征,并且将聚合物与PC71CM共混制备聚合物太阳能电池器件,获取0.76%的光电转化效率。     

缓冲层为氧化锌的反型聚合物太阳电池

为解决聚合物太阳能电池不稳定和效率低等问题,以噻吩[2,3-f]苯并呋喃与苯并噻二唑的共聚物(PTBFTDTBT)给体和PC71BM受体为活性层,以ZnO作为负极修饰层修饰氧化铟锡(ITO)为负极,以MoO3为空穴传输层,以Ag为正极,制备反型器件并对其进行测试。结果显示,光电转化效率(PCE)为6.60%,开路电压(Voc)为0.75V,短路电流密度(Jsc)为14.21mA/cm2,填充因子(FF)为61.94%。该反型器件具有较好的稳定性,在室温下放置300h后,器件的光电转换效率(平均值)仅降低了8.6%。对比不同ZnO退火温度下的ZnO成膜形貌和器件光电转换效率发现,与在150℃退火相比,在200℃退火的ZnO成膜具有较好的微观平整度,器件具有较高的光电转换效率。     

铜铟镓硒电池光电材料设计Ⅰ:吸收层晶体结构和能带

该文以铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池材料设计为导向,详细介绍了太阳能电池的发展及其光电半导体材料体系,分析了CIGS吸收层的晶体结构和能带特性。在能带理论基础上阐述了镓(Ga)浓度对CIGS电池性能的影响,讨论了硫(S)在改善CIGS结晶和提高带隙方面的作用,从而在吸收层改性上说明了高性能CIGS太阳能电池的工艺控制方向。     

LED的现状及发展前景

0 概述 LED是light emitting diode(发光二极管)管的缩写,这种二极管包含一个P/N结和P/N型半导体中间的有源层.当给二极管两端施加一定电压时,半导体中的载流子(电子和空穴)发生复合,剩余的能量以光能的形式释放出来,这就是LED的基本工作原理.     

铜铟镓硒电池光电材料设计II:缺陷机制和窗口层

该文从理论上介绍了CIGS太阳能电池的主要缺陷机制,说明了弱贫铜组分及由此产生的少量铜空位(VCu-)对于保持CIGS弱P型半导体性质的积极意义。指出了碱金属点缺陷,特别是Na点缺陷(NaIn)提供的受主能级对于提高空穴浓度、改善CIGS电性的重要作用。论文还从晶格和能带匹配角度阐述了构成CIGS太阳能电池窗口层的缓冲层和高阻层材料设计思路,指出了In2S3和Zn1-xMgxO在高性能、环保CIGS电池上的应用方向。     

铜铟镓硒电池光电材料设计Ⅱ：缺陷机制和窗口层

该文从理论上介绍了CIGS太阳能电池的主要缺陷机制,说明了弱贫铜组分及由此产生的少量铜空位(V_(Cu)~-)对于保持CIGS弱P型半导体性质的积极意义。指出了碱金属点缺陷,特别是Na点缺陷(Na_(In))提供的受主能级对于提高空穴浓度、改善CIGS电性的重要作用。论文还从晶格和能带匹配角度阐述了构成CIGS太阳能电池窗口层的缓冲层和高阻层材料设计思路,指出了In_2S_3和Zn_(1-x)Mg_xO在高性能、环保CIGS电池上的应用方向。     

La掺杂TiO_2的制备及其在钙钛矿太阳能电池中的应用

以钛酸四丁酯、三乙胺为原料,硝酸镧为掺杂源,采用水热法合成了镧掺杂TiO_2。通过X射线衍射、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱等测试方法,研究了镧掺杂TiO_2的物相组成和光学性能,并将其作为介孔层材料应用于钙钛矿太阳能电池,发现镧掺杂摩尔比(La/Ti)为0.04时电池的光电转化效率最高,可达15.43%。     

层状类钙钛矿(RNH_3)_2CuX_4薄膜制备及电学性能

合成了一种新的有机无机层状类钙钛矿(RNH3)2CuX4半导体薄膜,通过研究发现该薄膜的载流子迁移率的大小与有机组元的选择有关,有机组元的选择决定了产物在(00 2l)上的择优取向度,而薄膜在(00 2l)取向性越高,其载流子迁移率越大,该体系目前载流子迁移率达到了0.30 cm2V-1s-1,有望应用在场效应晶体管器件中作为通道材料。