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
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
长春理工大学物理学院高功率半导体激光国家重点实验室，吉林 长春 130022
硒化铅胶体量子点（PbSe QDs）因其具有显著的多激子效应、大的激子波尔半径、宽的波长调控范围以及高的荧光量子产率等优异性能，在室温红外光电子器件领域有巨大的应用前景。然而，通过溶液法合成的PbSe QDs存在发光稳定性差和发光效率低等问题，进一步限制了它的发展，这是由量子点的表面易被氧化与载流子传输性能不佳所导致的。因此，本文围绕PbSe QDs的表面修饰工程对其迁移率、陷阱态、能级移动、发光效率以及稳定性改性方面的影响进行了系统论述，并总结了表面修饰工程在PbSe QDs太阳能电池、发光二极管和光电探测器等领域的应用现状，最后对该工程在光电子器件实际应用中存在的问题以及未来研究重点进行了展望。
光学器件 硒化铅胶体量子点 配体 光致发光 稳定性 光电子器件 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1500004
1 东北电力大学 现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室 电气工程学院 化学工程学院，吉林 吉林 132012
2 南开大学 电子信息与光学工程学院，天津 300350
3 华东师范大学 纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心 极化材料与器件教育部重点实验室，上海 200241
4 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室，上海 200083
5 复旦大学 光电研究院 上海市智能光电与感知前沿科学研究基地，上海 200433
硫硒化锑（Sb2（S，Se）3）薄膜太阳电池因其制备方法简单、原材料丰富且低毒、性能稳定等本征优势成为研究热点。目前Sb2（S，Se）3太阳电池最高效率已超过10%，显示出产业化潜力。Sb2（S，Se）3太阳电池的研究重点是提高吸光层质量和优化器件结构。首先，系统介绍了Sb2（S，Se）3薄膜的主流生长工艺；其次，对Sb2（S，Se）3太阳电池各功能层选择和渐变带隙结构设计进行分析；最后，对Sb2（S，Se）3太阳电池的大面积制备和其在锑基多结叠层太阳电池中的应用潜力做了进一步展望，为其产业化发展提供可行性参考。
硫硒化锑太阳电池 制备方法 载流子传输层 渐变带隙 Sb2（S，Se）3 solar cell preparation methods carrier transport layer gradient bandgap
1 常州大学材料科学与工程学院, 常州 213000
2 常州大学微电子与控制工程学院, 常州 213000
3 扬州大学, 扬州 225000
本文使用气相输运沉积的方式制备了硒化锑(Sb2Se3)薄膜太阳电池, 并采用氯化铯(CsCl2)溶液对器件上界面进行处理, 同时对薄膜和器件进行了一系列表征。研究发现, CsCl2溶液的背接触处理不仅可以提高器件的载流子收集以及降低上界面复合, 还可以优化薄膜的结晶性、表面粗糙度和光电性能。基于FTO/CdS/Sb2Se3/CsCl2/Au的器件结构, 得到了转换效率为6.32%的高效Sb2Se3薄膜太阳电池, 比基础器件效率提升了12%。本文的工作对Sb2Se3薄膜太阳电池未来的研究有一定的指导作用, 其他同类型半导体光伏器件也可借鉴。
硒化锑 氯化铯 背接触处理 薄膜太阳电池 气相输运沉积技术 薄膜光电性能 Sb2Se3 CsCl2 back contact treatment thin film solar cell vapor transport deposition thin film photoelectric performance
1 中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所材料物理重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
二维 PtSe2 具备宽可调带隙、高稳定性等优点, 在新型光电器件方面具有极大应用价值。利用时间分辨太赫兹光谱研究了不同厚度 PtSe2 中的光生载流子超快动力学, 发现该材料瞬态太赫兹光电导的幅度及其激发光强度依赖性随材料厚度的增加呈现出显著的非线性增加趋势。通过太赫兹光电导频谱分析, 获得了光生载流子浓度、散射时间、背散射因子等动力学参数, 并结合激发波长依赖的太赫兹弛豫动力学, 推测束缚激子和自由载流子的竞争是引起这种厚度非线性关系的主要原因。此外, 基于光泵浦- 光探测光谱证明了 PtSe2 中的激子效应及半导体-半金属转变。该工作演示了层数对 PtSe2 中非平衡态动力学的有效调控, 对贵金属基二维材料在光电器件方面的应用具有指导意义。
超快光谱学 光生载流子动力学 太赫兹 二硒化铂 ultrafast spectroscopy photocarrier dynamics terahertz PtSe2
