中国计量大学 光学与电子科技学院，杭州310018
利用实验加仿真模拟的方法探究了纳米颗粒墨水中Cu含量（Cu/In+Ga，CGI）对铜铟镓硫硒（CIGSSe）太阳能电池性能的影响。首先，通过不同CGI墨水制备了CIGSSe太阳能电池器件，并对其吸收层进行了SEM，霍尔效应，以及拉曼光谱表征。表征结果表明：随着铜含量上升，吸收层晶体生长状况逐渐改善，且载流子浓度也逐步增大，但吸收层表面却存在越发明显的Cu2-xSe杂相。实验得出当吸收层的CGI为1.03时，器件的能量转换效率（PCE）最高，达10.09%。随后建立了对应的器件仿真模型，获得了具有不同CGI的CIGSSe器件的能量转换效率、器件能带与复合率分布情况，模拟结果表明：随着铜含量提高，载流子浓度上升，器件的开路电压有所提升，但当载流子浓度超过1018 cm-3时，吸收层表面出现了陡峭的能带弯曲现象，这增大了隧穿界面复合的发生，从而影响了器件的能量转换效率。因此，由实验与仿真模拟表明：制备CIGSSe薄膜太阳能电池时，有必要对Cu含量进行调控，从而达到促进晶体生长，减少界面复合，提升器件能量转换效率的目的。
铜铟镓硫硒 纳米颗粒墨水法 铜含量 仿真模拟 界面复合 CIGS nanoparticles ink method CGI analogue simulation interface recombination
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室，四川 绵阳 621900
设计并制备了780 nm大功率半导体激光器的单管和巴条。采用金属有机化学气相沉积技术制备的外延结构，分别使用GaAsP和GaInP作为量子阱和波导层，限制层是具有高带隙的AlGaInP材料。量子阱与波导层带隙0.15 eV，波导层与限制层带隙0.28 eV，抑制了载流子泄露。1.55 μm厚非对称大光学腔波导结构抑制快轴高阶模，同时缓解腔面损伤问题。为进一步提高腔面损伤阈值，利用超高真空解理和钝化技术，在腔面上沉积了非晶ZnSe钝化层。条宽150 μm、腔长4 mm的单管器件，在电流为15 A时，输出连续功率16.3 W未出现COD现象，斜率效率达到1.27 W/A，电光转换效率为58%，慢轴发散角9.9°，光谱半高宽为1.81 nm。填充因子为40%的厘米巴条，在192 A下实现连续输出功率180 W，电光转换效率为50.7%，光谱宽度仅为2.2 nm。
半导体激光器 泵浦源 高效率 腔面光学灾变损伤 硒化锌 semiconductor laser pump source high efficiency catastrophic optical mirror damage ZnSe 强激光与粒子束
2023, 35(11): 111002
运用结晶学原理和质量作用定律，以及有关氧化物在硒硫化镉玻璃中的作用，认识硒硫化镉玻璃的微结晶着色机理，调整硒红玻璃配方，制定和完善熔制、成型等工艺制度，利用电炉生产优质的硒硫化镉仿珠宝半成品玻璃。
电炉生产 硒红玻璃 着色机理 工艺技术
超级电容器具有容量大、功率密度高、循环寿命长的优点，在新能源存储和电动汽车等领域具有广泛的应用前景，而电极材料是提高超级电容器性能的关键。以ZIF-67为模板，通过简便的低温水热反应法以及热处理硒化法，制备了NiCoMnSe电极材料，并通过往ZIF-67模板中添加碳纳米管(CNT)或者氧化石墨烯(GO)来达到最佳的电化学性能。结果表明：最佳的NiCoMnSe/CNT电极在1 A/g下的比电容为624.0 F/g，在10 A/g时的倍率性能为90.1%。15 A/g下循环1 000次的容量保持率为88%。这种优异的电容性能归功于CNT的存在在NiCoMnSe周围引入了额外的介孔，加强了电解质与活性材料之间的接触。由于超级电容器的非对称性，NiCoMnSe/CNT//活性炭器件在800 W/kg的功率密度下表现出较高的能量密度(43.3 W?偸h/kg)，并具有良好的容量保持率(1 000次循环后保持91.4%)。
金属有机骨架 碳纳米管 过渡金属硒化物 超级电容器 电化学性能 metal-organic frameworks carbon nanotubes transition metal selenide supercapacitor electrochemical performance
1 长安大学材料科学与工程学院，西安 710061
2 西安交通大学材料科学与工程学院，材料力学国家重点实验室，西安 710049
硒化物常被应用于钠离子电池负极材料，具有更高可逆容量和合适的工作电位，然而，循环过程中的体积变化较大，电导率较低，限制了其实际应用。通过简单的水热反应制备了FeSe2/Ti3C2Tx复合材料作为钠离子电池负极材料。Fe2+首先与乙二胺四乙酸配位并形成螯合物，经过水热反应，Ti3C2Tx和Fe2+螯合物之间产生静电作用，合成了FeSe2/Ti3C2Tx复合材料。FeSe2/Ti3C2Tx呈开放式的“花瓣”结构，Ti3C2Tx为材料提供了强导电网络并且缓解了一定的体积膨胀。电化学测试表明：FeSe2/Ti3C2Tx电极在0.5 A/g下经过150次循环后容量达到455 mA?偸h/g，相同电流密度下，FeSe2电极循环100圈后的容量仅为335 mA?偸h/g，并且在随后的循环中容量迅速衰减，以上结果表明合理的结构设计使得FeSe2/Ti3C2Tx电极具有优异的电化学储钠性能和循环稳定性。
碳化钛 水热反应 钠离子电池 硒化物 titanium carbide hydrothermal reaction sodium ion battery selenium compounds
1 三峡大学电气与新能源学院，湖北省微电网创新协同中心，湖北 宜昌 443002
2 三峡大学分析测试中心，湖北 宜昌 443002
通过水热法首次合成了含有Zn、Co、Sn 3种金属元素的氢氧化物，后经强碱刻蚀、聚多巴胺包覆以及碳化和硒化成功制备出氮掺杂碳包覆ZnSe/CoSe/SnSe材料。该复合物用作钾离子电池负极时，多元金属硒化物内核表现出增强的电化学活性，且结构中的空腔缓解了循环时的体积效应；同时，导电包覆层外壳有效提升了材料电导率，并防止了钾化时活性物质粉化团聚。结果与原始材料相比，ZnSe/CoSe/SnSe@NC表现出更优异的储钾性能，其在1 A/g电流密度下经800次循环后，放电比容量仍高达193 mA·h/g。本工作对高性能钾离子电池负极材料的设计与构筑具有指导意义。
钾离子电池 负极材料 金属硒化物 中空核壳结构 包覆改性 potassium-ion batteries anode materials metallic selenides yolk-shell structure coating modification
1 同济大学材料科学与工程学院，上海 201804
2 同济大学物理科学与工程学院，上海 201804
3 华南理工大学材料科学与工程学院，广州 510641
4 香港大学机械工程学院，香港 999077
热电材料是一种可实现热能和电能直接转换的功能材料。BaBi2Se4因其较低的热导率和良好的导电性成为具有潜力的热电材料。本文以BaBi2Se4为研究对象，系统研究了材料的物相组成及电、热输运性能。研究发现，所有样品呈现出n型半导体导电特征，Te固溶能有效减少材料中Bi2Se3杂质，降低材料的载流子浓度，优化材料电学输运性能。同时，由于复杂的晶体结构，样品在全温区具有较低的晶格热导率。本工作表明BaBi2Se4是具有潜力的热电材料。
四硒化二铋钡 热电材料 电学输运性能 晶格热导率 barium bismuth selenide thermoelectric materials electronic transport properties lattice thermal conductivity
中山大学地球科学与工程学院，广东 广州 510275
针对土壤硒含量光谱数据冗余、模型复杂度较高等问题，本研究系统采集含硒土壤若干份，并获取样本硒含量和光谱信息，对原始光谱进行平滑多元散射校正一阶微分（SG-MSC-FD）光谱增强处理，利用稳定性竞争自适应重加权采样（sCARS）等特征提取算法筛选特征波长，建立土壤硒含量的偏最小二乘（PLSR）、支持向量机（SVM）、随机森林（RF）、海鸥优化随机森林（SOA-RF）预测模型，通过对比不同特征筛选下模型的决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）和相对分析误差（RPD），寻找最佳的组合模型。结果表明：不同特征筛选下的模型精度均有较大提升，其中变量组合集群分析法结合遗传算法（VCPA-GA）精度最高，sCARS算法提取的变量数最少，仅占全波段的0.49%；RF较SVM和PLSR模型有更好的鲁棒性，SOA-RF模型的参数最佳，极大地提升了模型的反演精度。综上，经VCPA-GA特征提取下的SOA-RF模型是最佳的预测模型（R2=0.92、RMSE为0.08、RPD为2.911），该模型能够实现对土壤硒含量快速、高效反演。
土壤硒 高光谱 特征筛选 海鸥优化算法 随机森林 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1730001
