1 光能转换材料湖南省高校重点实验室， 湖南 长沙 410081
2 湖南师范大学 化学化工学院， 湖南 长沙 410081
Mn4+掺杂的氟化物红色荧光粉的耐湿性差，严重影响了白色发光二极管（WLEDs）的光色稳定性。本工作基于绿矾溶液的还原性，将K2SiF6∶Mn4+颗粒表面的Mn4+还原成可溶的低价态Mn2+，实现了氟化物粒子的表面钝化及高耐湿性。在水浸360 h后，表面钝化的K2SiF6∶Mn4+粒子的发光强度仍保持初始强度的95%，而未处理的K2SiF6∶Mn4+颗粒发光强度迅速降为初始值的46%。此外，采用绿矾溶液对表面已水解的氟化物荧光粉进行简单的浸泡，可使其完全恢复原来的发光强度。电感耦合等离子体-原子发射光谱、X射线光电子谱、元素能谱等表征结果显示，经绿矾溶液处理的K2SiF6∶Mn4+粒子表面的Mn4+浓度显著减小，证实了惰性壳层K2SiF6的形成，揭示了氟化物粒子耐湿性显著提升的原因。此外，经高温（85℃）高湿（85%）的条件老化1 000 h后，WLEDs器件中表面钝化的K2SiF6∶Mn4+粒子仍保持着100%的红色发光强度，明显高于未钝化的氟化物的59%，进一步证实了绿矾溶液钝化的K2SiF6∶Mn4+红色荧光粉具有非常优异的环境稳定性。
Mn4+掺杂 红色荧光粉 耐湿性 绿矾溶液 表面钝化 Mn4+ doping red phosphor moisture resistance green alum solution surface passivation
1 长春理工大学 物理学院, 吉林 长春 130022
2 纳米光子学与生物光子学吉林省重点实验室, 吉林 长春 130022
为了利用可见光学元件实现对紫外偏振光的高性能探测，制备了CsPbBr3纳米晶/金属线栅复合薄膜，并通过向其表面沉积Al2O3钝化层提高了薄膜荧光稳定性，获得了紫外激发下偏振敏感的钙钛矿纳米晶薄膜绿色荧光。测试结果表明，以高温热注入法获得的CsPbBr3纳米晶为立方晶系结构，形貌呈方形，尺寸约39 nm。以紫外光激发纳米晶胶体溶液可在530 nm处观测到明显的绿色荧光。以自组装方法获得的CsPbBr3纳米晶/金属线栅复合薄膜荧光发光强度随紫外激发光的偏振方向呈周期性变化，其发光偏振度约为0.54。以原子层沉积技术向此复合薄膜表面沉积Al2O3层可明显提高其荧光强度，钝化后复合薄膜的发光偏振度仍可达0.36。以上结果表明，表面钝化和引入金属线栅方法可分别优化钙钛矿纳米晶薄膜的荧光稳定性和荧光偏振度，所获得的紫外偏振敏感的CsPbBr3纳米晶复合薄膜在紫外偏振探测以及液晶显示等领域具有重要的应用价值。
CsPbBr3纳米晶 表面钝化 荧光增强 偏振 CsPbBr3 nanocrystals surface passivation fluorescence enhancement polarization
1 长春理工大学 物理学院 纳米光子学与生物光子学吉林省重点实验室, 吉林 长春 130022
2 佐治亚南方大学 物理与天文系, 佐治亚州 斯泰茨伯勒 30460
本文详细研究了交联剂1-乙基-3-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐（EDC）对石墨烯量子点（GQDs）光学性质的影响及原因。采用水热法制备了GQDs，并与EDC反应得到GQDs/EDC复合物，对GQDs和GQDs/EDC的光谱特性进行研究。使用PBS溶液以及人工胃液样品，研究pH对GQDs/EDC荧光影响规律及作用机理。实验结果表明：GQDs表面缺陷被EDC钝化，使得GQDs的荧光在小于1 min内迅速增强，并在5~20 min内保持稳定；相比单独GQDs，GQDs/EDC的荧光强度显著提升约264倍；pH响应实验表明，在pH值为1.75~4.01及4.01~9.28范围内，GQDs/EDC具有荧光和吸收强度线性响应规律。生物兼容性表明，在25~300 µg/mL样品浓度下，人乳腺癌细胞存活率均大于80%；同时，对人工胃液pH具有较高的检测准确性，其相对标准偏差RSD ≤ 1.10%。EDC介导的荧光增强，使GQDs在检测、传感、成像等领域更具优势。同时，GQDs/EDC灵敏的pH响应特性使其在pH值检测应用中具有良好前景。
石墨烯量子点 EDC 荧光增强 表面钝化 pH响应 graphene quantum dots EDC fluorescence enhancement surface passivation pH response
青海黄河上游水电开发有限责任公司西安太阳能电力分公司，西安710000
本文对TOPCon电池发射结的叠层钝化膜进行了研究，对比了3种不同叠层钝化膜(SiO2/SiNx、Al2O3(1.5 nm)/SiNx、SiO2/Al2O3(1.5 nm)/SiNx)的钝化性能。结果表明：Al2O3(1.5 nm)/SiNx的钝化性能优于SiO2/SiNx，SiO2/Al2O3(1.5 nm)/SiNx的钝化水平最佳，隐开路电压均值可达到705 mV。基于Al2O3/SiNx叠层膜研究了Al2O3厚度(1.5 nm、3 nm和5 nm)对钝化性能和电池转换效率的影响。当Al2O3厚度由1.5 nm增加到3 nm时，钝化性能得到明显提升，隐开路电压均值提高了20 mV，达到707 mV，对应电池的光电转换效率升高了0.23个百分点，与SiO2/Al2O3(1.5 nm)/SiNx叠层膜电池的转换效率持平。然而，当Al2O3厚度继续增加至5 nm时，隐开路电压均值保持不变。因此可以使用Al2O3(3 nm)/SiNx叠层膜代替SiO2/Al2O3(1.5 nm)/SiNx叠层膜，不仅简化了电池的工艺步骤，而且降低了生产成本。
TOPCon电池 表面钝化 三氧化二铝 Al2O3/SiNx叠层钝化膜 钝化性能 隐开路电压 TOPCon solar cell surface passivation aluminum oxide Al2O3/SiNx stacked passivation film passivation performance implied open circuit voltage
1 北京空间机电研究所 先进光学遥感技术北京市重点实验室，北京 100094
2 北京工业大学 材料与制造学部 新型功能材料教育部重点实验室，北京 100124
3 北京工业大学 信息学部 光电子技术教育部重点实验室，北京 100124
PbS胶体量子点因其带隙可调、可溶液加工、吸收系数高等优异特性而广泛应用于光电探测器领域。然而基于光电二极管结构的PbS量子点光电探测器通常会使用不同的材料来制备N型层，从而增加了器件设计和工艺的复杂性，不利于这类光电探测器未来在面阵成像芯片中的应用。为简化制备工艺，提出了一种PbS量子点同质P-N结光电探测器，仅通过一种工艺过程实现了器件P型层和N型层的制备。经测试，探测器对不同入射光强度的探测表现出了良好的线性响应；在0.5 V反向偏压作用下，器件在700 nm处的响应度为0.11 A/W，比探测率为3.41×1011 Jones，展现出了其对弱光探测的优异能力。结果表明文中提出的PbS量子点同质PN结光电探测器有助于推动其在面阵成像领域中的发展。
PbS胶体量子点 同质P-N结 光电探测器 表面钝化 PbS colloidal quantum dot P-N homojunction photodetector surface passivation 红外与激光工程
2022, 51(10): 20220053
1 上海应用技术大学材料科学与工程学院，上海201418
2 中国科学院上海技术物理研究所，上海200083
3 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海200083
赝二元体系碲镉汞(Mercury Cadmium Telluride, HgxCd1-xTe)材料具有优异的光电特性，是制备高灵敏度红外探测器的最重要材料之一。为了获得性能优异的HgxCd1-xTe探测器及其组件，目前已经发展了各种HgxCd1-xTe材料制备技术和器件制作工艺。但在各种材料制备及器件应用过程中，HgxCd1-xTe表面均会受到环境和不良表面效应的影响，所以需要采用先进的钝化工艺对其表面电荷态进行处理，改善材料表面的电学物理特性，从而实现器件探测性能的提升。因此，HgxCd1-xTe薄膜表面钝化工艺对HgxCd1-xTe红外探测器的性能提升至关重要。总结和分析了近年来碲镉汞薄膜表面钝化层的生长方法。按照本源钝化和非本源钝化进行了分类总结和综述，分析了不同钝化方法的优缺点，并对未来碲镉汞薄膜钝化工艺进行了展望。
碲镉汞 红外探测器 表面钝化 mercury cadmium telluride infrared detector surface passivation
电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川成都 611731
研究了表面化学硫硒钝化技术对砷化镓基光控太赫兹调制器件性能的增强效应和机制。实验表明, 硫硒钝化能有效地去除砷化镓表面氧化物, 减少表面复合中心, 从而改善砷化镓的表面状态。钝化后, 光致发光 (PL)强度显著增强, 是参考砷化镓基底的 6倍。同时, 钝化效应可以显著提升砷化镓中少数载流子的寿命, 可达 2.2 ns。表面钝化效应可以显著提高砷化镓基太赫兹调制器的调制性能, 在 3 mW激光功率下测得调制深度为 41%, 调制速率为 88.81 MHz。该光控太赫兹调制器在低功率下具有高调制深度和调制速率, 在太赫兹通信领域有巨大的应用潜力。
太赫兹波 表面钝化 光控 调制器 terahertz wave surface passivation optically controlled modulator 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(4): 648
深圳大学物理与光电工程学院 光电器件与系统重点实验室， 广东 深圳 518000
有机-无机卤化铅钙钛矿多晶薄膜太阳能电池在近几年的研究中实现了光电转换效率的快速增长。然而，其多晶结构的活性层导致器件仍然遭受到表面和晶界位置缺陷引起的性能衰减。本研究借助两种有机氢碘酸盐，即苯乙基碘化胺(Phenethylammonium iodide,PEAI)和邻氟苯乙胺碘(2-Fluorophenylethylammonium iodide,o-F-PEAI)，在CH3NH3PbI3钙钛矿多晶薄膜表面形成钝化层。扫描电子显微镜和原子力显微镜分析结果显示，PEAI和o-F-PEAI处理后的钙钛矿薄膜晶界被钝化层明显填充，表面粗糙度也显著下降。另外，荧光寿命成像分析结果显示钝化后的钙钛矿薄膜具有更多的光子数和更长的荧光寿命。上述结果表明，PEAI和o-F-PEAI诱导的钝化层可以有效抑制多晶薄膜表面和晶界位置的缺陷复合行为。因此，钝化后的倒置结构钙钛矿太阳能电池器件功率转换效率(Power conversion efficiency,PCE)可以达到21%。此外，o-F-PEAI钝化处理后的器件由于氟离子的作用表现出更好的器件稳定性。
荧光寿命显微成像 倒置钙钛矿太阳能电池 表面钝化 fluorescence-lifetime imaging microscopy inverted perovskite solar cell surface passivation PEAI PEAI o-F-PEAI o-F-PEAI
南京理工大学 材料科学与工程学院, 新型显示材料与器件工信部重点实验室, 南京 210094
全无机钙钛矿纳米晶具有窄发射、高量子效率及较高的载流子迁移率等优点, 在高清柔性显示器和太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。然而, 钙钛矿纳米晶的表面配体处于高度动态结合的状态, 容易在分离和提纯等过程中造成大量配体缺失, 从而导致量子效率和稳定性下降。此外, 钙钛矿材料本身的离子晶体特性使其对极性溶剂非常敏感, 这些问题严重制约了钙钛矿纳米晶在光电器件中的实际应用。本文从钙钛矿纳米晶表面态出发, 结合国内外的研究工作, 分析了路易斯酸、路易斯碱及表面包覆策略对钙钛矿纳米晶光学性质和稳定性的影响, 并对进一步优化提升钙钛矿纳米晶的稳定性进行了展望。
全无机钙钛矿纳米晶 表面态 表面钝化 量子效率 稳定性 all inorganic perovskite nanocrystals surface state surface passivation quantum yield stability
