二维黑磷(2D-BP)和黑磷量子点(BP-QDs)等低维黑磷材料在结构和光电性能方面表现出巨大的潜在应用价值,但其仍面临着合成不可控和抗氧化性差等问题。通过引入微波法实现了低维黑磷的简便、低成本合成;研究了微波退火温度和退火时间对低维黑磷结构、形貌和光致发光性能的影响;通过原子层沉积法在BP-QDs样品表面沉积氧化铝(Al₂O₃)保护层,研究了Al₂O₃薄膜厚度对BP-QDs抗氧化性的影响。结果表明:随着微波退火温度的增加,量子点尺寸逐渐减小,光致发光发射峰出现蓝移,这说明反应温度会影响材料的尺寸,进而影响其带隙和光致发光特性;当微波退火时间持续增加时,黑磷纳米片被逐渐剥离并形成BP-QDs;当微波退火温度和时间分别为250 ℃和4 h时,BP-QDs分布均匀且尺寸更小;随着Al₂O₃膜厚的增加,保护性能越来越好;当Al₂O₃薄膜厚度为20 nm时,BP-QDs在空气中的抗氧化性最佳。

黑磷是一种新型的二维半导体材料,其具备随层数可调的直接带隙和高载流子迁移率等特性,与块体黑磷相比,低维黑磷具有结构、性能优势,有极大的潜在应用价值。目前,已有多个课题组成功制备出不同形貌的低维黑磷,并将其应用于太阳电池的活性层、电子传输层和空穴传输层中,使电池的转换效率得到不同程度的提升。具体介绍了低维黑磷的制备方法,综述了低维黑磷在太阳电池领域的相关应用研究进展,提出了亟需解决的问题,并展望了其未来的发展趋势。