通过溶液法在石英玻璃衬底上制备氧化镓（Ga₂O₃）薄膜，研究氮气、空气和氧气气氛退火的Ga₂O₃薄膜的结构、光学特性、缺陷能级与电学特性。结果表明，氮气气氛退火的Ga₂O₃薄膜的形貌组织最致密均匀且最厚，氧气气氛退火的薄膜结晶度最优。所有样品在可见光区的平均透光率均高于80%，且在260 nm附近都出现陡峭的吸收边，在190 nm处透光率均低于10%，氮气、空气和氧气气氛退火的Ga₂O₃薄膜的禁带宽度分别为5.10 eV、5.07 eV和5.18 eV。氮气、空气、氧气气氛退火的样品在蓝-紫外波段的光致发光强度依次降低。根据光致发光谱分析Ga₂O₃薄膜缺陷能级，Ga₂O₃的施主能级到导带的距离随着禁带宽度值的增大而增大。氮气、空气、氧气气氛退火的样品电阻依次增大。本文实验中最优退火气氛为氮气。

低维有机-无机杂化铜卤化物由于拥有高荧光量子效率、高稳定性和可低成本溶液法制备等优点，近年来在光电和辐射探测等领域展现出巨大应用潜力。本工作通过溶液蒸发法成功制备了零维结构(TPA)CuI2 (TPA=四丙基铵，C12H28N+)闪烁体单晶，并对其光学和X射线闪烁探测性能进行了研究。(TPA)CuI2晶体具有高热稳定性和空气稳定性，在紫外激发下，晶体展现出具有291 nm半高全宽的超宽带白光发射，荧光量子效率为62%；在X射线激发下表现出强辐照发光、低余辉、低检测限，是一种新型高性能X射线探测闪烁体。

本文采用溶液法制备铜锌锡硒(Cu2ZnSnSe4, CZTSe)薄膜。通过在溶液中加入少量的锗(Ge), 探究Ge的引入对CZTSe薄膜及其器件性能的影响。为了对比分析, 分别制备了不含Ge的CZTSe和含少量Ge的铜锌锡锗硒［Cu2Zn(Sn, Ge)Se4, CZTGSe］两组薄膜及其薄膜太阳电池。分别利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼(Raman)光谱、扫描电子显微镜(SEM)、霍尔(Hall)测试、电流-电压(J-V)曲线和外量子效率(EQE)测试等手段对吸收层薄膜的晶体结构、相的纯度、表面形貌、载流子浓度, 以及完整器件的电学性能进行表征和分析。结果表明, 在CZTSe薄膜中引入少量Ge可以与Se形成液体流动剂, 提升吸收层薄膜结晶度, 改善晶体质量, 减少晶界数量, 降低光生载流子在晶界处的复合, 提高载流子寿命。此外, Ge对Sn的部分取代可以降低与Sn有关的缺陷态密度, 增加带隙, 提高开路电压, 同时改善串联电阻和并联电阻, 提高填充因子。最终获得了开路电压为513.2 mV、短路电流为27.47 mA/cm2、填充因子为62.68%、光电转换效率为8.83%的CZTGSe薄膜太阳电池。

晶体质量是决定铜锌锡硫硒(Cu2ZnSn(S,Se)4, CZTSSe)吸收层薄膜吸收效率的关键, 旋涂是溶液法制备CZTSSe吸收层的第一步, 因此旋涂方式的选择至关重要。为了探究不同旋涂方式对CZTSSe吸收层薄膜质量和相应器件性能的影响, 分别采用三组不同的旋涂方式制备铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4, CZTS)前驱体薄膜及CZTSSe吸收层薄膜, 并利用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微拉曼光谱仪(Raman)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析了不同旋涂方式对所制备的CZTSSe吸收层薄膜晶体结构、元素成分、相纯度、表面形貌的影响。同时, 采用电流密度-电压(J-V)测试和外量子效率(EQE)测试对CZTSSe吸收层薄膜太阳电池的光电特性进行了表征。结果表明: 旋涂7周期, 且第一周期烘烤之前旋涂2次的效果最好, 所制备的CZTS前驱体薄膜均匀, 无裂纹, CZTSSe吸收层薄膜结晶度更高, 薄膜表面更平整致密, 晶粒大小更均匀, 实现了9.63%的光电转换效率。通过对采用不同旋涂方式制备的器件的性能参数进行统计分析, 得出新的旋涂方式可以提高CZTSSe薄膜太阳电池的可重复性, 为将来可能的大规模商业化应用做铺垫。

采用水基溶液法制备铟镓锌氧化物薄膜晶体管(IGZO-TFT), 研究了在有无紫外光辅助退火条件下, 不同后退火温度(270, 300, 330, 360和400℃)对IGZO-TFT器件电学性能的影响。研究发现, IGZO-TFT在后退火温度为360℃时器件电学性能最佳, 从而证明了水基溶液法在小于400℃的低温下可以制备IGZO-TFT。同时, 研究表明, 在后退火温度为360℃时, 与无紫外光辅助退火IGZO-TFT相比, 经紫外光辅助退火IGZO-TFT的饱和迁移率从1.19cm2/Vs增加到1.62cm2/Vs, 正栅偏压偏移量从8.7V降低至4.6V, 负栅偏压偏移量从-9.7V降低至-4.4V, 从而证明了紫外光辅助退火对IGZO薄膜具有激活与钝化作用, 可以优化IGZO-TFT器件的电学性能。

核辐射探测是指用各种核辐射探测器来得到核辐射信息的过程，在军用、民用和科研等领域具有广泛的应用。作为核辐射探测核心的核辐射探测器，主要分为气体探测器、闪烁体探测器和半导体探测器。相比于气体探测器，闪烁体探测器和半导体探测器都需要晶体作为核心材料，晶体质量的品质在很大程度上决定了探测器性能的上限。为了获得性能更好的探测器，人们对探测器用单晶材料的生长方法进行了大量的研究。本文综述了近几年核辐射探测单晶生长方法研究的最新进展，总结了目前主流的晶体生长方法，包括溶液法、熔体法、气相法等，并对不同晶体的主要生长方法进行了归纳。

为了提高蓝色有机发光二极管的效率, 本文借助溶液法采用TcTa和CzSi混合主体, 制备了蓝色磷光有机发光二极管(PHOLEDs)。此外, 针对三种电子传输材料Tm3PyP26PyB、TmPyPB和TPBi进行了优选, 以进一步优化器件的效率。本文通过优化混合主体材料的掺杂比例和电子传输材料的选择, 不断提高器件的效率。最终, 当TcTa∶CzSi的掺杂比为6∶1、电子传输层TPBi为70 nm时器件性能最优, 其最大亮度(Bmax)、电流效率(CEmax)、功率效率(PEmax)和外量子效率(EQEmax)分别为6 662 cd·m-2、39.40 cd·A-1、23.33 lm·W-1和19.7%。此外, 即使在1 000 cd·m-2的实际亮度下, 电流效率和外量子效率仍高达33.43 cd·A-1和16.7%。