Two-dimensional α-In₂Se₃ exhibits simultaneous intercorrelated in-plane and out-of-plane polarization, making it a highly promising material for use in memories, synapses, sensors, detectors, and optoelectronic devices. With its narrow bandgap, α-In₂Se₃ is particularly attractive for applications in photodetection. However, relatively little research has been conducted on the out-of-plane photoconductive and bulk photovoltaic effects in α-In₂Se₃. This limits the potential of α-In₂Se₃ in the device innovation and performance modification. Herein, we have developed an α-In₂Se₃-based heterojunction with a transparent electrode of two-dimensional Ta₂NiS₅. The out-of-plane electric field can effectively separate the photo-generated electron–hole pairs in the heterojunction, resulting in an out-of-plane responsivity (R), external quantum efficiency (EQE), and specific detectivity (D*) of 0.78mA/W, 10−3% and 1.14×108 Jones, respectively. The out-of-plane bulk photovoltaic effect has been demonstrated by changes in the short circuit current (SCC) and open circuit voltage (Voc) with different optical power intensity and temperature, which indicates that α-In₂Se₃-based heterojunctions has application potential in mid-far infrared light detection based on its out-of-plane photoconductive and bulk photovoltaic effects. Although the out-of-plane photoconductive and bulk photovoltaic effects are relatively lower than that of traditional materials, the findings pave the way for a better understanding of the out-of-plane characteristics of two-dimensional α-In₂Se₃ and related heterojunctions. Furthermore, the results highlight the application potential of α-In₂Se₃ in low-power device innovation and performance modification.

针对火箭点火、无线传感等中距离、强电磁干扰环境下的供电问题，设计了一种可见光无线传能系统，利用可见光实现数米距离的无线能量供给。通过光学仿真软件建立了可见光无线传能系统的光学模型，分析了光源轴向离焦量、平凸透镜位移对光能利用率、光斑均匀性、光电转换效率的影响，并确定了系统的实验参数，为实现更大功率、更远距离、更高效率的可见光无线传能和变距离传输自动装置提供了依据。实验测试结果表明，使用反光和聚光透镜组合，大幅减少了光束散射，有效提高了可见光无线传能系统的能量传输效率。该系统有助于解决当前无线供电米级以上的中距离盲区，以低成本解决部分极端环境下更换电池不便、电磁干扰严重情况时的小功率装置供电问题。

光伏微流体操控技术利用非均匀光伏电荷场对流体目标的静电作用来实现非接触操控。近年来，基于铌酸锂的光伏微流体操控技术逐渐引起人们的关注，并有望成为铌酸锂基生物光子芯片微流体操控功能的关键支撑技术。与传统的全电微流体操控和光镊操控相比，铌酸锂基光伏微流体操控不需要外部电源供电，不需要复杂电极的制备，所需操控光强低，作用范围广，因此可以最大程度地避免外界对内部生物环境的污染和干扰。本文介绍了铌酸锂基光伏微流体操控的理论基础，系统阐述了铌酸锂基光伏微流体操控的近期研究进展。

基于p-n结的光生伏特效应可构筑性能优异的UV探测器，本文采用水热法可控制备竖直排列的氧化锌纳米棒阵列(n型ZnO-NRs)，利用原位聚合法在ZnO-NRs表面上修饰p型聚苯胺线膜(PANI-NWs)，再组装成ZnO-NRs与ZnO-NRs/PANI-NWs紫外探测器。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射(UV-Vis)光谱表征样品的形貌、结构与光学性质。并通过电化学工作站测定电流-时间(I-t)和电流电压(I-V)曲线，表征其光响应性能。结果表明，制备的ZnO-NRs/PANI-NWs材料阵列排列整齐，界面接触良好，孔隙均匀。ZnO-NRs/PANI-NWs探测器在检测365 nm紫外光时，光电流为2.73×10-4 A; 检测254 nm紫外光时，光电流为1.44×10-4 A。其光电流为ZnO-NRs探测器的4~10倍，ZnO-NRs和PANI-NWs之间形成的p-n结增强了光电导。用ZnO-NRs/PANI-NWs材料组装成的UV探测器体现出稳定性好，响应速度快，恢复时间短，电流增益高等优点，为开发高性能紫外光电探测器提供数据支撑。

利用GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)的栅控特性和铁电体的光伏效应机制, 制备了一种新型(光敏感层/HEMT)光探测器件。主要研究了复合薄膜和溅射气氛对光敏感薄膜的光伏性能以及对新型感光栅极探测器的光探测能力的影响。结果表明, PZT/ZnO复合薄膜的量子效率峰值达到14.55%; 有氧氛围下制备的PZT薄膜剩余极化强度达到52.31μC/cm2; 沉积PZT/ZnO复合薄膜的探测器在紫外光照下相比于暗场下的源漏饱和电流最多增加12.64mA。可见, 所制备的新型探测器对紫外光具有优良的探测能力, 为光探测的研究提供了新的方向。

铁电材料作为感光功能薄膜的红外器件研究近年来十分活跃, 其良好的压电、铁电、热释电、光电及非线性光学特性以及能够与半导体工艺相集成等特点, 在微电子和光电子技术领域有着广阔的应用前景。实验将铁电材料锆钛酸铅作为感光层与GaN 基高电子迁移率晶体管（HEMT)相结合, 成功地制备出了感光栅极GaN基HEMT器件, 并在波长为365 nm的光照下进行探测, 经大量实验测试后发现器件在该波段的光照下饱和电流达到28 mA, 相比无光照时饱和电流提高12 mA。另外, 通过合理改变器件结构尺寸, 包括器件栅长以及栅漏间距, 发现随着栅长的增大, 器件的饱和输出电流依次减小, 而栅漏间距的变化对阈值电压以及饱和电流的影响并不大。由此可知, 改变器件结构参数可以达到提高器件性能的目的并且可以提高探测效率。

基于无偏压光伏光折变晶体, 理论研究了热电效应和光伏效应共同作用下的稳态空间孤子对.从非相干耦合波方程出发，推导了热电光伏孤子对的数值解；采用有限差分方法，数值模拟了各类孤子对的强度包络.结果表明：在自散焦光伏光折变晶体中，当正的热电场远大于光伏场时，亮-亮孤子对可以存在；当暗-暗或者灰-灰孤子对存在时，负的热电场可以增强自散焦效应，进而减小孤子的半峰全宽.各类孤子对的半峰全宽可以通过改变热电场的大小而加以操控.此外，非相干耦合热电光伏孤子对可以在一定条件下分别退化成热电孤子对或者光伏孤子对.借助晶体的热电效应，可以使光折变晶体LiNbO3从自散焦转变成自聚焦，从而灵活控制晶体中孤子对的特性.