基于极性可重构WSe_(2)肖特基异质结的非对称逻辑整流器和光电探测器

基于二维材料范德华异质结的自驱动光电探测器是逻辑光电子器件和智能图像传感器的重要组成部分.本文通过机械剥离和干法转移制备了一种底部Au接触的PtSe_(2)/WSe_(2)/Au非对称肖特基光电二极管.栅极可调的Au/WSe_(2)肖特基势垒大小、弱费米钉扎效应、高半金属PtSe_(2)导电率以及良好的PtSe_(2)/WSe_(2)层间耦合效应使得该二极管产生极性可重构现象,可实现栅极可调正负整流行为,且整流比变化范围在10−2到104之间,达到6个量级.我们利用此特性验证了半波逻辑整流器功能.此外,此自驱动器件的最大光响应度达316 mA W^(−1),最大光开关比达105,光电转换效率为4.62%,响应时间仅为830/950μs.光电流微区扫描结果表明,器件的光电流主要分布在Au/WSe_(2)界面边缘,证实该器件为非对称肖特基光电二极管.该器件还实现了高分辨率的可见光单点成像.上述研究结果表明,本工作为制备高性能半波整流器、超快自驱动光电探测器和高分辨图像传感器提供了一种简便有效的策略.

高效钙钛矿太阳能电池中缓冲层界面工程的深入理解:第一性原理研究

近年来钙钛矿太阳能电池的能量转换效率迅速提高.界面工程是进一步改善钙钛矿太阳能电池性能的有前途的途径.本文中,我们进行第一性原理计算,以探索四种候选缓冲材料(MACl,MAI,PbCl2与PbI2)对MAPbI3吸收层与TiO2之间界面电子结构的影响.我们发现MAX(X=Cl,I)作为缓冲层将引入高电子势垒并增强电子-空穴复合.此外,MAX不能很好地钝化表面状态.PbI2的导带最小值远低于MAPbI3吸收层的导带最小值,这极大地限制了吸收层的能带弯曲和太阳能电池的开路电压.另一方面,合适的带边能级位置,与TiO2表面的小的晶格失配以及出色的表面钝化性能使得PbCl2成为钙钛矿太阳能电池吸收层/电子传输层界面工程的有希望的缓冲材料.因此,我们在这项工作中获得的结果可以使人们对具有缓冲层的界面工程的效果有更深入的理解,这有利于改善钙钛矿太阳能电池和相关光电器件的性能.