采用旋涂法研制了Ag浆SC100-ZnO混合薄膜,系统研究了不同混合比例SC100∶ZnO薄膜作为电子传输层或光散射层对聚合物太阳能电池器件性能的影响, 并讨论了其中存在的物理机制。研究发现, 采用少量SC100(1%和2.5%)混合的薄膜作为光散射层, 可以提高器件的性能参数(短路电流密度和填充因子), 器件的光电转换效率分别提高了4.4%和5%。

在太赫兹(THz)成像、 雷达探测、 相干通信等许多应用领域中, THz辐射源的频率稳定性是直接影响其应用效果的核心问题之一。 基于双光子迁移效应建立了光泵THz激光器输出激光频率漂移的物理模型, 推导出THz激光频率漂移的解析计算公式。 以光泵甲醇(CH3OH)为例, 给出了不同压强下的甲醇吸收谱线, 定量分析了泵浦光频率漂移和泵浦功率对THz激光频率稳定性的影响, 并讨论了THz激光腔内工作气体压强对THz激光频率漂移的影响。 研究结果表明: 随着泵浦光功率的增加, THz激光频率的漂移量逐渐增加; 随着THz腔内工作气体压强升高, THz激光的频率漂移逐渐下降; 当泵浦光频率漂移量在一定范围时, 将出现THz激光的频率漂移量极值, 且泵浦光的频率漂移量等于工作气体吸收谱线宽度的1/4时, THz激光输出的频率漂移达到极值。 由此可见, 在实际工作中, 不仅需要合理选择腔内的工作条件(压强、 温度), 而且还需要采取措施将泵浦光的频率漂移控制在一定范围以内, 以提高THz激光的输出频率稳定性。

设计稳定可靠的THz激光器，缩小THz激光器的体积一直是THz领域的研究热点。基于速率方程组，建立了光泵THz激光器的理论模型。数值模拟和分析了不同工作温度、腔内压强、腔尺寸、泵浦光波动等因素对THz激光输出产生的影响。研究结果表明：泵浦光功率越高，THz激光输出对工作温度的变化越敏感，则越有必要建立稳定可靠的温度控制系统；在保持功率输出一定的前提下，通过适当提高THz激光腔内工作气体压强，可以缩小THz激光器的体积；泵浦光功率越低，THz激光的输出性能对泵浦光功率波动及频率漂移越敏感，此时，需要对泵浦光稳定性进行控制，更为关键的在于控制泵浦光的频率稳定性。

在CO2激光泵浦的气体太赫兹源中，泵浦激光的频率稳定性控制问题十分关键。针对基于光声效应的泵浦源稳频技术，理论分析和数值模拟了光声信号的探测条件(光声腔内气压、传声器灵敏度等)对微弱光声信号检测的影响，进而对探测条件进行了优化。在此基础上，进一步分析了泵浦激光频率在气体吸收谱线中心频率附近漂移时光声信号的变化规律。结果表明：在实际工作中，为了实现高精度的稳频，需要将光声腔的气压控制在低压范围内，并采用高灵敏度的光声传感器；当泵浦激光频率产生漂移时，利用探测到的微弱光声信号通过反馈系统可以精确地改变激光器的腔长，以实现高精度的光声稳频，且频率漂移范围可控制在MHz量级以内。

利用离子源辅助的电子束热蒸发技术研制了高性能的Sr-F共掺杂SnO2(SFTO)基透明导电薄膜。所制备的SFTO薄膜具有良好的导电性和透过率, 电阻率低于3.9×10-3 Ω·cm, 380～2 500 nm波段的平均透过率大于85%, 功函数约为5.10 eV。SFTO透明导电薄膜为非晶态薄膜, 具有较好的表面平整度(Rq＜1.5 nm)。与工业上F掺杂SnO2薄膜的衬底温度(＞450 ℃)相比, 本文所用的衬底温度仅为300 ℃, 有望直接将SnO2基透明导电非晶薄膜制备到柔性的塑料(PI、PAR或PCO)衬底上以获得性能良好的柔性电极。

为提高有机太阳能电池(OSCs)的能量转换效率, 将蛾眼微结构应用于OSCs上。通过理论模拟计算, 得出在有机层厚度一定的情况下, 带有蛾眼微结构的OSCs相比于普通平板结构的OSCs的光吸收效率有较大的提高。通过对微结构形貌、周期和高度的优化, 使蛾眼结构OSCs的光吸收效率比普通平板OSCs提高了11.3%。器件光场分布的模拟计算表明, 光吸收效率的提高是由蛾眼结构减反增透的效果和表面等离子体(SPP)增强吸收共同导致的结果。

制备了基于F16CuPc和CuPc的双异质结结构的双极型有机薄膜晶体管.该器件的载流子迁移率是相同工艺制备的F16CuPc和CuPc双层单异质结有机薄膜晶体管器件的4~5倍.同时,该双异质结结构还能调整载流子的阈值电压,减少双层结构对薄膜厚度等工艺条件的苛刻要求.这种双异质结结构为提升双极型有机薄膜晶体管器件的性能提供了一种有效方法.