在CdSe晶体光参量振荡器(OPO)中, 泵浦激光经过晶体后产生大量废热, 使CdSe晶体出现明显热透镜效应, 从而导致泵浦激光的光斑半径在晶体内部不断变小, 最终降低了晶体的损伤阈值和OPO的输出功率。本文利用COMSOL软件对高重频脉冲激光泵浦CdSe晶体进行多物理场建模, 完成了CdSe晶体热透镜效应仿真, 通过参数优化, 发现对流系数与晶体最大温度成反比, 与晶体后端面和焦点的光斑半径成正比, 聚焦位置随对流系数增加趋于稳定。单脉冲能量和重复频率与晶体最大温度和焦点的光斑半径成正比, 与晶体后端面光斑半径和聚焦位置成反比。准直激光光斑半径与晶体最大温度成反比, 与晶体后端面光斑半径、聚焦位置和焦点光斑半径成正比。该研究解决了CdSe OPO中晶体后端面光斑半径难以直接测量的问题, 为优化CdSe晶体热透镜效应提供了理论依据。

基于第一性原理的方法研究了本征α-Bi2O3、La掺杂、氧空位掺杂和共掺杂体系的电子结构与光学性质，以期获得性能比较优异的α-Bi2O3光催化材料。研究结果表明：掺杂后，体系结构变形较小，其中氧空位（VO）掺杂和La-VO共掺杂体系的禁带宽度价带和导带同时下移且在禁带中引入杂质能级，说明掺杂可以减小电子从价带激发到导带所需能量，有利于电子的跃迁。特别是相对于氧空位单掺杂，La-VO共掺杂使杂质能级向导带底靠近，这个倾向可能使该复合缺陷成为光生电子捕获中心的概率大于成为光生电子-空穴对复合中心的概率；同时，La-VO共掺杂导致导带底附近的能带弯曲的曲率增大即色散关系增强，从而降低了电子的有效质量，加速电子的运动，因此，La-VO共掺杂能大幅改善光生电子-空穴对的有效分离。另一方面La-VO共掺杂在显著扩展可见光吸收范围的同时，还极大地增强了可见光吸收强度。因此，La-VO共掺杂有效改善了α-Bi2O3的光催化活性。本研究为利用稀土离子掺杂改善其他光催化材料的性能提供了一个新的思路。

采用第一性原理杂化泛函HSE06方法对Fe掺杂α-Bi2O3的电子结构和光学性质进行了计算研究。结果表明，Fe掺杂α-Bi2O3体系有较小的结构变形，本征α-Bi2O3的禁带宽度为2.69 eV，Fe掺杂使α-Bi2O3的禁带宽度减小(约为2.34 eV)。对其光学性质研究得出Fe掺杂扩展了α-Bi2O3对可见光的吸收范围，即发生了红移，从而为Fe掺杂α-Bi2O3在光催化领域中的应用提供了理论依据。

以CdSe晶体光参量振荡器为代表的中红外激光器在生物、医疗和**等诸多领域有着广泛的应用前景。本文总结了生长CdSe单晶的工艺方法包括熔体法、熔剂法和气相法等, 其中常用的为气相法, 近年来高压垂直梯度冷凝(HPVGF)技术也逐渐被采用。国内外将本征CdSe晶体用于光参量振荡器件(OPO), 适用于多种激光器泵浦源, 且输出功率不断提高。而Cr2+的掺杂能有效提高泵浦效率, 实现波长的连续可调。

光伏发电技术中,非晶硅薄膜太阳能电池由于其高透光性、弱光发电、价格低廉等优势被广泛使用。在工业化量产中通过背电极面积优化以提高非晶硅薄膜太阳能电池发电效率等性能的研究还未见报道。本文以蓬安金石光电科技有限公司的5020-9型电池为研究对象,探讨了在PECVD镀膜工艺和背电极丝网印刷方式下背电极设计对非晶硅太阳能电池性能的影响。结果表明,在限定外形尺寸为50 mm×20 mm且必须为9结(PIN结)串联的条件下,背电极优化后的电池表现出较好的光电转化性能,其短路电流、开路电压、最大功率、填充因子平均值分别为7.13 mA、7.04 V、12.41 mW、25.36%。相比于原设计方案,短路电流在原基础上提高约47%,良品率提高约58%。本文还指出集成型电池背电极设计的基本原则: 尽量保证各单结背电极面积相等,以提高整体电流匹配程度; 优化激光蚀刻线相对位置提高活性区面积。

采用垂直无籽晶气相升华法生长出直径37 mm的优质硒化镉(CdSe)单晶体，并沿光轴方向切割出20 mm×20 mm×3 mm的CdSe波片初胚。经研磨和抛光，在2~20 μm波段CdSe波片的红外透过率约为70%。为进一步提高波片的透过率，采用Essential-Macleod软件辅助设计方案，选用YF3和ZnS为双层增透膜材料，并获得最佳的膜系厚度。镀膜后的CdSe波片在6~12 μm波段透过率达到90%，在10.5 μm处的透过率最高，峰值高达99%。

基于密度泛函理论，采用广义梯度近似法，研究了黄铜矿结构AgAlSe2在高压下的晶体结构、晶格动力学稳定性与电子结构。结果显示：在0 GPa时 AgAlSe2的晶格参数与实验值吻合，在13.9 GPa附近，质量密度、Se-Ag键长、Se-Al键长、晶格常数a突然增大，相对晶胞体积V/V0、晶格常数c突然减小，声 子谱出现虚频，结构变得不稳定，带隙发生突变，数值呈减小趋势。表明AgAlSe2晶体在13.9 GPa附近发生结构相变。该研究为AgAlSe2晶体在理论上所能承受 的高压提供信息支撑。

基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了Al、Si单掺和两者共掺纤锌矿CdSe晶体的能带结构、态密度分布、电导率及吸收光谱。结果表明,Al单掺体系的形成能最小,掺杂最容易,且Al与晶胞原子间的键合作用更强,体系最稳定;Si单掺体系的形成能最大,掺杂最困难;两种单掺体系中,平行于和垂直于晶体超胞c轴的Si-Se键较长,布居值较小,共价键弱于Al-Se键;Al/Si共掺体系的电导率最大,Al单掺体系次之,Si单掺体系的电导率最小;掺杂后各个体系的最小光学带隙均变宽,同时吸收光谱向高能方向移动显著,吸收变弱。