1 河北工业大学电子信息工程学院，天津 300401
2 天津电子材料与器件重点实验室，天津 300401
基于第一性原理计算软件Siesta，分析了全无机钙钛矿材料CsBI3（B=Pb，Sn，Ge）的结构、电学性质和光学性质。首先，基于GGA-PBE和GGA-PBEsol方法获得稳定的材料结构。其次，基于GGA-PBE和GGA-BLYP两种密度泛函方法分析了材料的带隙，并且通过改变材料的晶格常数，模拟材料产生的应变，对比发现材料的带隙随着晶格常数的增加而增加。此外，在超胞CsPbI3中少量掺杂Ge，发现材料的带隙会缩小 0.7%到3.8%。最后，从光吸收系数可以看出，CsPbI3和CsGeI3的光吸收系数都接近6×105 cm-1，但是前者的吸收峰值位于350 nm附近，后者位于410 nm附近，而CsSnI3的光吸收系数接近4.75×105 cm-1，吸收峰位于350 nm附近。
材料 全无机钙钛矿 带隙 Ge掺杂 Siesta GGA-BLYP materials inorganic perovskite bandgap Ge doping Siesta GGA-BLYP 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1516002
王少业 1,2,3张剑波 1,2,3赵子文 1,2,3,*杜亦凡 1,2,3钟双栖 1,2,3
1 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室，上海 200444
2 上海大学特种光纤与先进通信国际合作联合实验室，上海 200444
3 上海大学上海先进通信与数据科学研究院，上海 200444
采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件模拟不同功率、不同扫描速度的CO2激光退火锗芯光纤过程中的温度场分布。通过分析激光退火过程中光纤温度场的分布和变化，得到较为适合的激光退火条件。结合退火后锗芯光纤的拉曼光谱测试，发现对于外径和内径分别为190 μm和28 μm的锗芯光纤而言，在所有退火条件中，2.153 W激光功率、6 mm/s扫描速度能明显改善光纤性能。本仿真研究为优化锗芯光纤特性的实验提供了参考。
光纤光学 锗芯光纤 COMSOL仿真 CO2激光 温度场分布 fiber optics Ge core fiber COMSOL simulation CO2 laser temperature field distribution 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1506005
中国激光
2023, 50(14): 1403001
云南师范大学, 云南省农村能源工程重点实验室, 昆明 650500
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。
铜锌锡硒薄膜 薄膜太阳电池 溶液法 硒化处理 光电转换效率 Cu2ZnSnSe4 thin film thin film solar cell Ge Ge solution method selenization photoelectric conversion efficiency
1 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083
2 中国科学院过程工程研究所，多相复杂系统国家重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学化学工程学院，北京 100049
4 武汉理工大学，硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070
5 中国科学院绿色过程制造创新研究院，北京 100190
硫系玻璃光纤因具有独特的红外光学特性，在红外成像、激光传输和传感等诸多领域具有广阔的应用前景。目前，硫系玻璃光纤的拉制方法主要包括双坩埚法和预制棒拉制法。其中，双坩埚法装置复杂，预制棒拉制法需要提前制备高质量的预制棒。此外，这两种方法均要求玻璃具有较高的抗析晶能力，限制了硫系玻璃光纤新材料的开发。本工作创新性地将脉冲喷射技术引入到硫系玻璃光纤制备领域，通过硫系玻璃光纤纤芯的拉制，探索该方法在玻璃光纤制备上的可行性。通过对玻璃熔体施加持续性的脉冲扰动，坩埚底部小孔处能产生连续的射流，并且在下落过程中发生凝固，从而获得玻璃纤芯。采用该方法，成功制备了一种组成为Ge28Sb12Se60的玻璃光纤纤芯。脉冲喷射法具有装置简单、操作容易等优点，通过连续且规律的脉冲和坩埚内外压力差实现硫系玻璃光纤的拉制，与传统依靠重力拉制的方法相比，脉冲喷射法具有更为丰富的调控手段，从而为新型硫系玻璃光纤的制备提供参考。
红外玻璃 玻璃光纤 硫系玻璃 GeSbSe玻璃 光纤纤芯制备 脉冲喷射法 infrared glass glass fiber chalcogenide glass GeSbSe glass fiber core preparation pulse injection method
激光与光电子学进展
2022, 59(19): 1914003
激光与光电子学进展
2022, 59(19): 1904001
激光与光电子学进展
2022, 59(19): 1900003
1 西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室， 西安 710024
2 湘潭大学 材料科学与工程学院， 湖南 湘潭 411105
3 西安高科技研究所， 西安 710025
4 中国电子科技集团公司第十八研究所， 天津 300384
5 上海空间电源研究所， 上海 200245
文章首先重点介绍了国内外开展GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的电子、质子及其他辐射粒子或射线辐照实验的研究进展，然后从辐照损伤效应的仿真模拟研究、抗辐射加固技术、损伤预估方法等方面综述了GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池辐照损伤效应及加固技术的研究进展，最后梳理了当前GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池辐照损伤效应研究中亟待解决的关键技术问题，为深入开展GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池辐照损伤效应实验方法标准制定、损伤机理分析、在轨寿命预估及抗辐射加固技术研究提供了理论指导和实验技术支持。
GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池 辐照损伤 位移效应 抗辐射加固 电子辐照 质子辐照 GaInP/GaAs/Ge triplejunction solar cells radiation damage displacement effect radiation hardening electron radiation proton radiation
