西安理工大学 自动化与信息工程学院，西安 710048
为实现有机光电探测器对三基色（红、绿、蓝）的全响应以及器件性能的改善，研究了在P3HT∶PCBM活性层中，掺入非富勒烯受体ITIC实现光谱拓宽以及通过改善迁移率的平衡性和活性层表面形态，进而改善探测器性能的方法，着重研究了ITIC受体含量对探测器光电学性能的影响。在此基础上，获得了一个覆盖400~800 nm波长范围的三基色探测器，并且在低偏压-1.5 V下三基色（波长为630、530和460 nm）的外量子效率EQE和比探测率D*分别达到了56%、68%、52%和1.17×1012 Jones、1.4×1012 Jones、1.2×1012 Jones。结果表明：在P3HT：PC61BM中混入适量的ITIC，不仅可将光谱拓宽到400~800 nm，改善器件的光学特性，而且还可以提高激子解离率和载流子收集率，降低混合薄膜中的双分子复合，使器件电学特性得到了明显改善。本文研究为研发宽光谱高探测率三基色有机光电探测器提供了一种新思路。
有机光电探测器 体异质结 三元活性层 激子解离 ITIC Organic photodetectors Bulk heterojunction Ternary active layer Exciton dissociation ITIC
1 长春电子科技学院 电子工程学院, 吉林 长春 130114
2 吉林大学电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室, 吉林 长春 130012
3 空军航空大学, 吉林 长春 130012
半透明钙钛矿太阳能电池具备集采光及发电于一身的优点, 在新能源汽车、建筑集成光伏系统等领域具有巨大的应用前景。光伏系统主要位于车顶或屋顶或开放区域, 以实现最大程度地暴露在阳光下, 半透明太阳能电池可以集成到车体或建筑物的侧面, 达到最大限度地提高空间容量, 扩大能源产量。但是, 半透明钙钛矿太阳能电池如何在保证光电转换效率的同时具备良好的透光率, 一直是科学界面临的难题, 设计新型器件结构、开发吸光层和透明电极材料等问题亟待解决。本文围绕高性能、半透明钙钛矿太阳能电池总结了器件结构设计、材料选择和制备工艺方面最新的研究进展, 并讨论了目前研究中所面临的问题和未来的发展方向。
半透明 钙钛矿 活性层 透明电极 semi-transparent perovskite active layer transparent electrodes
西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
为了在热仿真时得到可靠的有源层温度分布，采用基于芯片封装结构原型的808 nm高功率半导体激光器单管有限元模型，引入条型区、热沉覆铜层和键合引线等影响因素，研究了高功率半导体激光器单管稳态工作时有源层的热分布特性。在简易模型的基础上分别单独引入并计算了条型区、热沉覆铜层和键合引线对器件有源层平均温度的影响，将这些影响因素同时引入得到了本文新模型，并使用该模型和简易长方体堆叠模型仿真了半导体激光器单管稳态工作下的温度分布，得到有源层的平均温度分别为42.089 ℃和46.405 ℃，使用实验数据计算得到器件有源层的平均温度为41.708 ℃，简易模型的仿真结果误差为11.26％，本文模型的仿真结果误差为0.91％。对同一封装结构参数、不同转化效率和波长的多个高功率半导体激光器单管进行了热特性计算，进一步验证本文模型仿真结果的准确性。
激光器 高功率半导体激光器 有限元模型 单管 热分析 有源层平均温度 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2314003
1 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024
2 太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
3 太原理工大学新材料工程技术研究中心, 山西 太原 030024
有机太阳能电池（Polymer Solar Cell, PSC）由于具有环保低能耗、轻量低成本、柔性、可溶液加工和大面积印刷制备的综合性优势而受到广泛关注。活性层是PSC最重要的组成部分, 其形貌的调控和优化决定了器件最终的性能, 因此有必要对活性层优化工艺进行系统整理和分析。对活性层后处理工艺在PSC中应用的最新研究进展进行了综述, 包括热退火、溶剂蒸气退火、热退火与溶剂蒸气退火的组合、添加辅助层和极性溶剂辅助后处理等工艺,并就其对器件性能改善的原因和对活性层形貌优化的机理进行了分析和总结, 为PSC性能优化研究和产业化发展提供了理论依据。
有机太阳能电池 活性层 后处理工艺 polymer solar cell active layer post-treatment technology
1 Chengdu CEC Panda Display Technology Co., Ltd., Chengdu 610200，CHN
2 Chengdu CEC Panda Display Technology Co., Ltd., Chengdu 610200，CHN；Chengdu CEC Panda Display Technology Co., Ltd., Chengdu 610200，CHN
总结了双有源层a?IGZO TFT器件的研究进展，重点阐述了a?IGZO的双有源层器件在高稳定性机制、制备工艺、上下层元素比例、掺杂和工艺参数等方面的研究结果，详细分析了双有源层对器件特性的影响及改进方法，并对双有源层a?IGZO TFT的发展方向进行了展望。
双有源层 非晶氧化铟镓锌氧化物 薄膜晶体管 dual-active layer a-IGZO thin film transistor
1 长春工业大学 化学工程学院， 吉林 长春 130012
2 长春理工大学 光电工程学院， 吉林 长春 130022
3 海南师范大学 物理电子工程学院， 海南 海口 571158
采用溶剂热法，以氧化石墨烯为前驱体制备了石墨烯量子点(GQDs)，将不同制备条件和质量分数的GQDs掺杂到聚3-己基噻吩和［6,6\]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM∶P3HT)中作为敏感层制备了太阳能电池器件。实验结果表明，敏感层掺杂0.2%质量分数的GQDs时，太阳能电池光电转换效率较未掺杂器件提高了16.45%。敏感层掺杂反应时间4 h和温度220 ℃制备的GQDs，获得低粗糙度和高紫外可见光吸收强度的敏感层薄膜，制备的太阳能电池器件光电转换效率为1.34%，较未掺杂GQDs器件提高了12.60%。因此，GQDs适宜的制备条件和掺杂浓度可以提高太阳能电池器件的光电转换效率。
石墨烯量子点 敏感层P3HT∶PCBM 聚合物太阳能电池 表面粗糙度 UV-Vis吸收光谱 graphene quantum dots active layer P3HT∶PCBM polymer solar cells surface roughness UV-Vis absorption spectra
长春工业大学 化学工程学院， 吉林 长春 130012
为提升聚合物太阳能电池的光电转换效率，在有源层中掺杂PbSe量子点，研究对电池性能的影响。首先采用热化学法制备PbSe量子点，通过改变油酸的添加量及反应时间，调控PbSe量子点的尺寸及结晶性。通过透射电子显微镜和X射线衍射，对量子点进行表征，确定最佳反应条件。然后将不同质量分数的PbSe量子点掺杂至结构为ITO/ZnO/PTB7∶PC71BM /MoO3 /Ag的聚合物太阳能电池中，通过J-V性能测试和紫外吸收光谱测试，分析了PbSe量子点对电池的影响机理。实验结果表明，当PbO与OA的量比为1∶2、反应时间为3 min时，可得到尺寸均匀分布在3～7 nm之间、结晶性较好的量子点，掺杂量子点质量分数为3%时，短路电流密度提升了8.37%，光电转换效率提升了37.41%，有效提升了聚合物太阳能电池的性能。
聚合物太阳能电池 PbSe量子点 有源层 掺杂 polymer solar cells PbSe quantum dots active layer doping
西安理工大学 自动化与信息工程学院, 西安 710048
采用溶液旋涂方法将单壁碳纳米管与有机红光材料结合并制作出红光探测器, 研究了单壁碳纳米管对PBDTTT-F∶PCBM本体异质结活性层薄膜的影响机理及其红光探测器的光电特性.利用原子力显微镜, 荧光光谱和紫外-可见吸收光谱等方法对器件进行性能表征及优化.当单壁碳纳米管为最优掺入比1.5 wt%时, 在－1 V偏置电压时, 红光光照下该探测器响应度为535 mA/W, 比探测率达到3.8×1012 Jones, 外量子效率达到104%.结果表明, 将单壁碳纳米管与有机红光材料结合, 有利于提高有机共轭聚合物的聚集以及结晶度, 增强光吸收, 可为活性层提供高迁移率的电荷传导通道, 优化薄膜互穿网络形貌.同时, 利用碳纳米管的多激子产生效应, 使得有机光电探测器的光电性能大大改善, 外量子效率超过100%, 为无机-有机光电探测器的进一步开发提供参考.
有机光电探测器 活性层 光致发光光谱 碳纳米管 光电特性 本体异质结 Organic photodetector Active layer Photoluminescence spectroscopy Carbon nanotubes Photoelectric properties Bulk heterojunction
西安理工大学 自动化与信息工程学院, 西安 710048
采用溶液旋涂和高真空蒸镀工艺制备了平面和体异质结混合型器件结构的三基色有机光电探测器, 利用实验分步探究其不同组分的活性层厚度、混合度以及前置吸收层对器件光电特性的影响.在此基础上, 对三基色有机光电探测器进行样品制备及测试.结果表明, 混合型结构的光电探测器件对光的吸收几乎覆盖整个可见光区域, 对350~700 nm范围的光呈现出类似于平台式的宽光谱响应.该器件在-1 V偏置电压下, 对红、绿、蓝光的比探测率分别为2.89×1011 Jones、3.22×1011 Jones、1.97×1011 Jones, 表明该器件对红、绿、蓝光有较好探测效果, 尤其对红光的探测率有3~4倍提升.
有机光电探测器 三基色 活性层 光电特性 混合型结构 宽光谱响应 Organic photodetectors Trichromatic Active layer Photoelectric characteristics Hybrid structure Broad spectral response PBDT-TT-F∶PCBM PBDT-TT-F∶PCBM
贵州民族大学 材料科学与工程学院 贵州省普通高等学校光电信息分析与处理特色重点实验室, 贵阳 550025
利用溶液法的浸渍提拉工艺制备了以有机聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为介质层、非晶铝铟锌氧化物(a-AIZO)为沟道层的顶栅共面结构薄膜晶体管(TFT), 研究了沟道层退火温度对TFT性能的影响机理。结果表明: 较低退火温度(如300和350℃)下处理的沟道层中存在未彻底分解的金属氢氧化物, 其以缺陷态形式存在于TFT沟道层内或沟道层/介质层界面处, 对导电沟道中电子进行捕获或散射, 劣化TFT的迁移率、电流开关比以及亚阈值摆幅。综合来看, 退火温度高于400℃下制备的a-AIZO适用于TFT器件的沟道层, 相应的器件呈现出较高的迁移率(大于20cm2/(V·s))、较低的亚阈值摆幅(小于0.5V/decade)以及高于104的电流开关比。
薄膜晶体管 非晶氧化物半导体 浸渍提拉法 有机介质层 沟道层退火温度 thin-film transistor amorphous oxide semiconductors dip coating organic dielectric layer annealing temperature of active layer
