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光照调控有机薄膜形貌及其晶体管性能
Light-Induced Regulation of Organic Thin-Film Morphology and Transistor Performance
秦浩然 · 张楠 · 李恩龙 · 谢安 等5人 · 电子元件与材料 · 2025年1月 · Vol.44
有机场效应晶体管（OFETs）因具备低成本、可溶液加工及大面积制备优势，在光电器件领域备受关注，但其性能受限于有机半导体载流子迁移率低及环境稳定性差。本文提出一种光照调控复合有机薄膜形貌的新策略。研究表明，光照可调节半导体与绝缘聚合物间的热动力作用，增强相分离程度、相纯度及晶区连通性，从而显著提升载流子传输。在150 mW/cm²光照下制备的OFETs表现出最优性能，迁移率达0.42 cm²/(V·s)，开关比达3×10⁶，阈值电压为2.2 V。该方法为高性能有机光电器件的制备提供了有效途径。
解读: 该光照调控有机薄膜技术对阳光电源的功率器件和光伏产品线具有重要参考价值。通过光照调控提升有机半导体性能的方法，可应用于SG系列逆变器的光电传感器优化，提高MPPT追踪精度。同时，该技术在有机场效应晶体管方面的突破，为开发新型GaN功率器件提供思路，有望应用于ST储能变流器和车载OBC等产品的功率模块...
通过掺杂钽改善p型SnOx薄膜晶体管的电学性能和边缘效应
Improving electrical performance and fringe effect in p-type SnOx thin film transistors via Ta incorporation
Yu Song1Runtong Guo1Ruohao Hong1Rui He1Xuming Zou1Benjamin Iñiguez2Denis Flandre3Lei Liao4Guoli Li4 · 半导体学报 · 2025年1月 · Vol.46
本研究通过射频磁控溅射法结合锡钽（3 at.%）靶材制备掺钽SnOx（SnOx:Ta）薄膜，并在270 ℃下退火30 min，探究Ta掺杂对p型SnOx薄膜晶体管（TFT）电学性能及边缘效应的影响。结果表明，与未掺杂薄膜相比，SnOx:Ta薄膜结晶性提高，缺陷密度降低至3.25×10¹² cm⁻²·eV⁻¹，带隙展宽至1.98 eV。相应TFT器件表现出更低的关态电流、更高的开关电流比（2.17×10⁴）、亚阈值摆幅显著降低41%，且稳定性增强。此外，Ta掺杂有效抑制了边缘效应及沟道宽长比（W/...
解读: 该p型SnOx薄膜晶体管技术对阳光电源功率器件及控制系统具有重要参考价值。Ta掺杂提升的结晶性、降低的缺陷密度（3.25×10¹²cm⁻²·eV⁻¹）及41%亚阈值摆幅改善，可启发ST储能变流器和SG逆变器中栅极驱动电路的优化设计，提升开关特性和降低损耗。更高的开关比（2.17×10⁴）和抑制边缘效...
通过硫化工艺优化溶液法制备的Cu₂SnS₃薄膜太阳能电池性能
Performance optimization of solution-based Cu₂SnS₃ thin-film solar cells via sulfurization process
Guldone Toplu · Done Ozbek · Meryem Cam · Yavuz Atasoy · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
薄膜太阳能电池，特别是那些资源丰富且无毒的材料体系，为应对日益增长的全球能源需求提供了可持续、低成本且环境友好的解决方案，可作为传统硅基光伏技术的有效替代。本研究聚焦于采用溶胶-凝胶法制备的Cu₂SnS₃（CTS）薄膜，旨在通过系统研究不同硫化时间与退火温度对薄膜质量及器件性能的影响，以解决其效率提升中的关键问题。实验中，将前驱体溶液旋涂于玻璃衬底上，经过干燥后，采用快速热处理（RTP）在500 °C、525 °C和550 °C下进行硫化1分钟；随后，在525 °C硫化温度下进一步研究了硫化时间...
解读: 该Cu₂SnS₃薄膜太阳能电池硫化工艺优化研究对阳光电源光伏逆变器产品线具有前瞻价值。研究通过精确控制525°C/3分钟硫化参数实现2.1%转换效率,其工艺优化思路可借鉴至SG系列逆变器的MPPT算法优化中,通过动态调节工作点追踪薄膜电池非线性I-V特性。该地球丰度材料技术路线契合阳光电源可持续发展...
基于Nd3+/V2O5/乙基纤维素的固体聚合物电解质的开发
Developing solid polymer electrolytes-based Nd3+/V2O5/ethyl cellulose for optoelectronic devices
Adel M. El Sayed · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
基于生物聚合物纳米复合材料的固体电解质在环境友好的光电子学、能量存储以及食品和制药工业等现代应用中日益受到关注。本研究通过简便的溶液浇铸法制备了掺杂V2O5并用NdCl3改性的乙基纤维素（EC）薄膜，并系统研究了其结构、热性能、电流-电压（IV）特性及光学性质。X射线衍射结果揭示了EC具有半结晶特性，并证实V2O5纳米粒子（NP）成功掺入聚合物基体中。傅里叶变换红外光谱表明填料与EC的活性基团之间存在相互作用或络合现象。扫描电子显微镜显示纳米粒子分布均匀，并分析了薄膜表面及横截面的形貌特征。热分...
解读: 该固态聚合物电解质技术对阳光电源储能系统具有前瞻价值。研究中V2O5掺杂纤维素材料展现的宽温域稳定性(室温至高温)、可调带隙(5.2-3.5eV)及非线性IV特性,可为ST系列PCS的电容器介质、PowerTitan储能系统的热管理材料提供创新方向。生物基纳米复合电解质的环保特性契合ESS绿色制造理...
La掺杂BiFeO3薄膜在高度有序热解石墨单晶衬底上的多铁性及其在储能应用中的研究
Multiferroic properties of La-doped BiFeO3 thin films on highly ordered pyrolytic graphite single-crystal substrates using PLD for energy storage applications
Jong Yeog Son · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
采用脉冲激光沉积法（PLD）在高度有序热解石墨（HOPG）衬底上制备了La掺杂的Bi1.2FeO3（BFO）薄膜，并系统研究了镧（La）掺杂对薄膜漏电流、铁电性、磁性及疲劳特性的影响。本研究重点探讨了不同La掺杂浓度对材料储能性能和多铁性的影响。结果表明，优选（111）取向的多晶BFO薄膜，尤其是掺杂10 mol.% La的样品，表现出优异的结晶质量和突出的铁电性能。随着La掺杂浓度的增加，BFO薄膜的漏电流特性得到改善，同时磁性也有所增强。未掺杂La时，BFO薄膜的剩余极化约为23.9 μC/...
解读: 该La掺杂BiFeO3薄膜技术展现出优异的储能性能,最高能量密度达70.6 J/cm³、效率68.2%,对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有重要参考价值。多铁性材料的低漏电流和高极化特性可启发新型电容储能单元设计,potentially提升ESS系统的功率密度和循环寿命。该薄膜...
无铅Ba0.85Sr0.15TiO3基薄膜电容器的溶胶-凝胶法制备及其介电与储能性能增强研究
Sol–gel synthesis and characterization of lead-free Ba0.85Sr0.15TiO3-based thin-film capacitors with enhanced dielectric and energy storage performance
Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
采用旋涂技术在铂化硅（Pt/SiO2/Si）衬底上成功制备了厚度范围为50至600 nm的无铅Ba0.85Sr0.15TiO3（BST）薄膜，并构建了Au/BST/Pt结构的薄膜电容器。X射线衍射和扫描电子显微镜分析表明，BST薄膜无裂纹、致密，具有多晶四方钙钛矿结构。在室温下系统研究了BST薄膜厚度依赖的介电性能、漏电流、铁电性能及储能特性。随着BST薄膜厚度从50 nm增加到600 nm，薄膜的介电常数随之从约40升高至320以上，该现象归因于薄膜与电极之间的界面死层效应。相比之下，漏电流密...
解读: 该无铅BST薄膜电容技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其高介电常数(320)和能量密度(7 J/cm³)特性可优化ST系列PCS的直流母线电容设计,减小体积并提升功率密度。70%的储能效率和低漏电流特性适用于PowerTitan储能系统的高频开关应用。薄膜电容的快速充放电能力可改善SiC/Ga...
用于超级电容器应用的无粘结剂块茎状氢氧化钡薄膜
Binder-free tuberosa architectured barium hydroxide thin film for supercapacitor application
Abhishek Kumar Sahu · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
近年来，碱土金属在能量存储领域的应用引起了广泛关注。本研究采用连续离子层吸附与反应（SILAR）方法，在不锈钢（SS）基底上成功制备了Ba(OH)₂薄膜。通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和原子力显微镜（AFM）对所制备的薄膜进行了表征。表面形貌分析表明，沉积在不锈钢上的Ba(OH)₂薄膜呈现出晚香玉（Polianthes tuberosa）状的微观结构。采用1 M Na₂SO₄电解质溶液，通过循环伏安法（C...
解读: 该氢氧化钡薄膜超级电容器技术对阳光电源储能系统具有前瞻参考价值。其402.8 C/g比容量和112 Wh/kg能量密度展示了碱土金属材料在快速充放电场景的潜力,可为ST系列PCS的峰值功率缓冲单元提供技术启发。SILAR无粘结剂制备工艺降低了内阻,其3400 W/kg功率密度特性适合PowerTit...
用于光伏应用的Cu(In1-xGax)Se2薄膜的温度依赖性生长与表征
Temperature-dependent growth and characterizations of Cu(In1-xGax)Se2 thin films for photovoltaic applications
Shafiq Ahmed · Naresh Padha · Zakir Hussain · Shammi Kumar 等5人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
采用多源顺序蒸发层沉积技术制备Cu/In/Ga/Se叠层前驱体，并通过热退火工艺合成了Cu(In1-xGax)Se2（CIGS）薄膜。前驱体层在约1×10–4 Pa的真空条件下利用热蒸发方法沉积而成。将沉积后的叠层在10–1 Pa的真空环境中于473 K至623 K温度范围内以50 K为间隔进行退火处理。利用X射线衍射法对所生成薄膜中的纳米晶粒结构进行了分析。在473 K和523 K退火时观察到CuSe、CIGS和单质Se的混合相，而在573 K和623 K退火时则形成了单相CIGS薄膜。CIG...
解读: 该CIGS薄膜温度依赖性生长研究对阳光电源SG系列光伏逆变器的组件适配具有参考价值。研究表明573K退火温度下CIGS薄膜呈现1.10-1.53eV带隙和高吸收系数(2-6×10⁴cm⁻¹),其p型半导体特性(载流子浓度4.86×10¹⁴cm⁻³)适合作为吸收层。这为阳光电源优化MPPT算法、提升1...
基于电磁波的微生物燃料电池集成以提升性能
EM waves-based microbial fuel cells integrated to improve performance
Chin-Tsan Wang · Pushparaj Palac1 · Xin-Chang Wang · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 微生物燃料电池（MFC）在利用废水发电方面发挥着重要作用。然而，现有的微生物有时缺乏足够的能量，难以表现出显著的电流和功率密度。为解决这一问题，我们采用SolidWorks对设计的双槽MFC系统施加电磁波效应。其中一个槽容纳废水，另一个槽含有氢化钾溶液。实验中使用了5 cm × 5 cm的碳布片和7.5 cm × 9 cm的质子交换膜（PEM）薄膜。碳布经双氧水处理，并在90°C–100°C下加热3小时；PEM薄膜则在75°C下用双氧水煮沸两小时，随后浸泡于硫酸中。我们使用直流电源通过线圈...
解读: 该电磁波增强微生物燃料电池技术对阳光电源储能系统具有创新启发价值。研究表明2mT磁场强度可使电流密度提升至0.88mA/m²,污染物降解率达98%。这为ST系列储能变流器在工业废水处理场景的应用拓展提供思路:可将电磁场调控技术集成到PowerTitan储能系统中,实现废水处理与能量回收的耦合优化。该...