点击排行

2022(5):703-717. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000504

[摘要](5045) [HTML](169) [PDF 3.50 M](821)

摘要:
钙钛矿太阳能电池凭借其工艺简单、可卷对卷生产、成本低廉等优点，吸引了国内外研究学者的广泛关注，成为最受瞩目的新一代光伏器件。空穴传输材料作为钙钛矿太阳能电池中的重要组成部分，对载流子提取和传输及抑制载流子复合等方面起着关键作用。此外，在平面正置钙钛矿太阳能电池中，空穴传输层还可以有效阻隔金属电极中金属原子、空气中的水分子向钙钛矿层迁移，从而保护钙钛矿层，同时也有助于阻止钙钛矿材料中离子迁移，提高电池稳定性和降低铅泄露的风险。尽管已有学者报道出无空穴传输层的钙钛矿太阳能电池，但其光电转换效率远低于有空穴传输层的器件，这表明空穴传输材料对实现高效器件必不可少。主要介绍了钙钛矿太阳能电池的发展历程、工作机制及其空穴传输方面的研究进展，并对钙钛矿太阳能电池未来发展存在的问题和挑战进行了展望。随着研究的发展，钙钛矿太阳能电池的效率迅速提升，为未来太阳能电池的发展注入了新的活力。

2 氧化铟基透明导电薄膜的研究进展

林剑荣，杜永权，梁瑞斌，陈建文，肖鹏

2022(3):353-361. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000302

[摘要](4941) [HTML](28) [PDF 1.94 M](912)

摘要:
透明导电氧化物（TCO）薄膜因其兼具透明和导电的特性，被广泛应用于各个领域中。氧化铟（In₂O₃）基TCO薄膜，因其高透明度、低电阻率、高迁移率和良好的化学稳定性而备受关注。综述了In₂O₃基TCO薄膜的研究进展，介绍了TCO薄膜种类及其常见的制备方法，归纳分析了锡掺In₂O₃（ITO）、钼掺In₂O₃（IMO）、钨掺In₂O₃（IWO）、钛掺In₂O₃（InTiO）等几种典型的In₂O₃基TCO薄膜研究现状，并对TCO薄膜未来的发展趋势进行了总结和展望。

3 溶液法制备透明SnO₂薄膜微观结构和光电性能研究

张旭，宁洪龙，邹文昕，吴振宇，张康平，郭晨潇，刘丁荣，侯明玥，姚日晖，彭俊彪

2022(3):369-375. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000304

[摘要](4675) [HTML](22) [PDF 2.00 M](253)

摘要:
氧化锡由于其优异的透明性和半导体性能及成本低廉、绿色环保等特点，逐渐成为透明氧化物半导体材料研究的热点。使用异丙醇((CH₃)₂CHOH)和乙醇(CH₃CH₂OH)为溶剂、二水合氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)为前驱体，通过旋涂法制备低成本且环保的透明SnO₂薄膜。采用同步热分析仪(TG-DSC)、激光共聚焦显微镜和霍尔效应测试仪等设备，对SnO₂薄膜的化学组分、微观结构和光电性能进行表征，探究溶剂和退火温度对透明SnO₂薄膜的影响及相关机制。研究结果表明：Sn²⁺在乙醇中的溶解性好，相应前驱体溶液的成膜质量高，薄膜致密平整；提高退火温度，薄膜内部杂质逐渐去除(215.6 ℃@CH₃CH₂OH)，经过400 ℃退火后SnO₂由非晶态向结晶态转变，且SnO₂的结晶度随着温度升高而逐渐增加；基于不同温度制备的SnO₂薄膜在可见光波段(390—780 nm)具备优异的透明性，在波长为390 nm时不同温度下的透射率分别为96.55%（250 ℃）、96.21% （300 ℃）、95.14%（350 ℃）、96.44%（400 ℃）和93.31%（500 ℃）；随着退火温度升高，SnO₂薄膜的霍尔迁移率先增大后减小，薄膜载流子浓度先降低后增大，优化后的SnO₂薄膜（@350 ℃）的霍尔迁移率最高可达19.54 cm²?V^-1·s^-1，而可控载流子浓度低至7.47×10¹² cm^-2。通过优化溶剂成分和退火温度，最终制备了表面平整、高度透明且具备优良半导体性能的SnO₂薄膜，其在透明电子应用方面具有巨大的潜力。

4 导电水凝胶在柔性可拉伸传感领域中的应用

李健烨，吴子轩，吴进

2022(5):669-684. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000502

[摘要](4653) [HTML](53) [PDF 9.03 M](299)

摘要:
水凝胶是一种由亲水聚合物链组成的三维网络结构凝胶，在水中迅速溶胀后可以保持大量水分而不溶解，表现出与软组织类似的特质。近年来，随着可穿戴电子产品的流行，具备柔性可拉伸特性的电子器件正越来越受到人们广泛的关注。导电水凝胶作为导电性能良好的复合水凝胶材料，能很好地满足上述应用要求。介绍了当前导电水凝胶前沿的研究进展，总结了常见的导电水凝胶制备方法，重点阐述了导电水凝胶在柔性可拉伸传感器领域的应用研究，分析了导电水凝胶基传感器存在的不足。随着物联网（IOT）、智能终端、5G技术的迅速发展，功能性可穿戴电子器件的市场需求日渐攀升，导电水凝胶在柔性可拉伸传感领域应用前景广阔。

5 氧化物靶材的制备及研究进展

付钰斌，宁洪龙，邹文昕，吴振宇，张康平，郭晨潇，刘丁荣，侯明玥，姚日晖，彭俊彪

2022(3):362-368. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000303

[摘要](4633) [HTML](24) [PDF 2.10 M](647)

摘要:
氧化物靶材是一种关键性镀膜基材，主要用于磁控溅射制备TFT薄膜，并将其应用于晶体管等器件中透明电极、半导体沟道层，同时也广泛应用于显示面板领域。为满足高性能器件对薄膜的要求，氧化物靶材逐渐向高致密、大尺寸、异形化方向发展。以显示行业中氧化物靶材作为重点，介绍了氧化物靶材制备流程，主要从素坯成型、烧结工艺两个角度对氧化物靶材进行总结，分析了烧结工艺对靶材参数与溅射薄膜电阻率、光学透射率及粗糙度等方面的影响，最后阐述了国内外氧化物靶材市场的现状及发展趋势。

6 透明导电银纳米线薄膜的制备及热稳定性研究

姜雅思，姚日晖，邹文昕，吴振宇，张康平，郭晨潇，刘丁荣，侯明玥，宁洪龙，彭俊彪

2022(3):376-383. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000305

[摘要](4579) [HTML](18) [PDF 1.73 M](421)

摘要:
银纳米线薄膜制备工艺简单，与柔性衬底兼容，光电性能优异，被视为最有可能替代传统ITO的柔性透明电极材料之一。银纳米线的细线径、高长径比是提升薄膜光电性能的关键。采用多元醇法制备了银纳米线，研究了AgNO₃添加方式、PVP分子量和成核控制剂对银纳米线形貌的影响。通过优化银纳米线的制备工艺，最终获得了线径为35.5 nm的银纳米线，其薄膜方阻低至147.5 Ω?sq^-1，在550 nm处透过率高达96.21%。为了提升银纳米线透明薄膜电极的热稳定性，开发了GZO/AgNWs/GZO“三明治”复合新结构。结果表明，该复合结构电极经过250 ℃热冲击，不仅仍然保持高透明（550 nm透过率为82.42%），而且方阻的增加值不超过78%。GZO/AgNWs/GZO“三明治”透明电极具有高热稳定性，为银纳米线透明电极的商业化应用提供有益借鉴。

7 蓝光钙钛矿发光二极管的性质及性能优化方法

吴润锋，陆冠桦，郑华，林生晃，陈荣盛，刘佰全

2022(5):685-702. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000503

[摘要](4451) [HTML](47) [PDF 5.68 M](319)

摘要:
金属卤化物钙钛矿材料具有可调的发光波长、高光致发光量子效率、高色饱和度、低成本和室温溶液加工等优点，有望成为下一代全彩显示和照明领域的有力竞争者。自2014年首次在室温观测到钙钛矿的电致发光效应以来，绿光、红光和近红外钙钛矿发光二极管（Perovskite Light Emitting Diode, PeLED）的外量子效率（External Quantum Efficiency, EQE）已经突破了20%。然而，蓝光PeLED的光电性能仍面临着较大的挑战，这也在很大程度上制约了PeLED的商业化发展。目前，实现蓝光PeLED的方法主要包括卤素掺杂的组分工程和基于量子限域效应的维度工程。综述了近年来三维、准二维和量子点蓝光PeLED的研究和发展，讨论了蓝光PeLED面临的主要问题，并从钝化薄膜缺陷、平衡载流子注入和提升光外耦合出发，归纳了PeLED器件的优化策略，最后总结并展望了PeLED的发展前景。

8 基于不同衬底的TCO薄膜的激光刻蚀工艺研究

张耿，陈镕佳，黄晓园，张绍强，郑华，叶海，王红成

2022(3):384-388. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000306

[摘要](4392) [HTML](16) [PDF 1.07 M](422)

摘要:
为了探索对基于不同衬底的透明导电薄膜的图形化制作，研究了采用激光刻蚀基于玻璃和柔性PET衬底的ITO和FTO等TCO薄膜材料的优化工艺，考察了激光设备在不同工作功率和扫描速率下工作对刻蚀效果的影响。结果表明，玻璃基薄膜可采用2.3 W的刻蚀功率和500 mm·s^-1的扫描速率进行刻蚀，柔性PET基薄膜可采用1.2 W的刻蚀功率和500 mm·s^-1的扫描速率进行刻蚀；扫描速率越慢、激光功率越高，对薄膜的刻蚀速率就会越快；激光功率过高会导致柔性PET衬底发生高温热熔化而凸起形变，因此刻蚀时应适当降低刻蚀功率。综合而言，采用激光刻蚀法可高效率、高品质地实现对不同衬底上薄膜的图形化制作。

9 新型有机发光二极管器件的研究进展

徐汀

2022(5):730-745. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000506

[摘要](4318) [HTML](33) [PDF 6.30 M](260)

摘要:
碳基有机半导体光电器件，特别是有机发光二级管（OLED），易于从分子层级进行调控设计，近年来已经逐步实现产业化。由于OLED元器件所制造的产品价格较为昂贵，以及OLED器件的结构和制备工艺复杂且使用寿命不够长和效能还有待提高，因此研究如何能够降低能耗、简化结构、提高稳定性，对于推广OLED器件具有重要意义。综述了3类新型OLED器件结构，即超薄发光体OLED、叠层OLED和激基复合物主体OLED的研究进展，并对不同结构的特点和优劣势进行了分析总结，这对推动器件结构研发和科研思路启发起到积极作用。

10 柔性氧化物薄膜晶体管研究进展

张立荣，肖文平，谢飞，赵良红，刘淳，李非凡，左文财，吴为敬

2022(5):718-729. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000505

[摘要](4312) [HTML](40) [PDF 3.10 M](385)

摘要:
氧化物半导体由于具有相对较高的载流子迁移率、良好的均匀性和光学透明度、较低的工艺温度、低成本及可在柔性衬底上制作等特点，近十年来引起了人们的广泛关注。基于氧化物有源层的柔性薄膜晶体管（TFT）已经在下一代显示器（AMOLED, Micro LED）、物联网技术、柔性传感器、可穿戴领域及微型植入系统等领域中获得应用。综述了氧化物TFT的器件结构，介绍了柔性氧化物TFT的研究进展，包括在不同种类的柔性衬底PET、PEN、PI上制作TFT的研究现状，并对氧化物TFT的未来发展进行了总结和展望。

11 变色有机电致发光器件的研究进展

董豪杰，徐汀，崔吉祥

2023, 17(1):67-78. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2023.000108

[摘要](4268) [HTML](19) [PDF 5.72 M](189)

摘要:
碳基有机半导体光电器件易于从分子层级进行调控设计，近年来有机电致发光器件已逐步实现产业化。变色有机电致发光器件是指在单个或单种器件内实现多个色彩或色温变化的发光器件，使得单个像素点结构实现色彩或色温可调的功能，从而简化单个显示单元，是一种高分辨率的显示技术。依据变色原理的不同，变色有机电致发光器件分为器件结构变色、单发光层材料变色、外加驱动方式3个类别。对该领域最新研究进展、性能优势和发展现状进行了综述，进而探讨了变色有机电致发光器件存在的问题和发展趋势，拓展了研究思路，对推动变色有机电致发光器件的发展与应用具有指导作用。

12 基于碳纤维浆料的柔性薄膜弯曲传感器制备与研究

周廷亮，朱伟刚，胡凤鸣，郑锦涛，王志乐，潘懿，刘贤哲，姚日晖，宁洪龙，罗坚义

2023, 17(2):323-328. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2023.000216

[摘要](4239) [HTML](36) [PDF 1.98 M](224)

摘要:
以碳纤维粉末为功能性填料和乙基纤维素为胶粘剂，开发了一种低成本碳基传感浆料，将碳纤维浆料直接刮涂至聚酰亚胺薄膜表面而形成碳纤维传感层，在以铜箔为电极，制备出结构简单的碳纤维弯曲传感器。同时，探究了碳纤维含量对弯曲传感器性能的影响。结果表明：当碳纤维含量为0.02 g?mL^-1时，碳纤维粉末被乙基纤维素完全包覆，难以形成导电通路，无弯曲传感特性；随着碳纤维含量的逐渐增加，碳纤维膜内部形成良好的导电通路，随之产生大量的孔洞甚至微裂纹，有利于传感器精准识别不同弯曲角度，并且具有双向识别特性。通过进一步深入探究碳纤维含量对弯曲传感器的迟滞性和稳定性的影响发现，当碳纤维含量为0.04 g?mL^-1时，弯曲传感器具有较小的迟滞性、优异的稳定性和机械耐久性。

13 有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池S形电流扭结的集总参数等效电路模型

刘竞贤，陈考铭，马韵涵，黄君凯，邓婉玲

2022(5):746-751. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000507

[摘要](4151) [HTML](39) [PDF 957.06 K](131)

摘要:
提出一种改进的太阳能电池集总参数等效电路模型，可以实现对S形电流电压曲线的准确拟合。该改进模型使用四个二极管，采用分区和Lambert W函数方法建立结点电压显式算法，获得电流-电压显式方程。与具有多个子电路的电路模型比较，改进模型中加入分流电阻，结构上更加完整。此外，该模型可以描述S形曲线，对较大正向电压下I-V特性第一象限的指数型曲线可实现良好拟合。基于该模型解析求解算法，可避免长时间数值迭代计算，获得满足误差要求的计算结果，利于仿真电路和模型参数提取。

14 碳达峰、碳中和目标下抗CO₂双相混合导体透氧膜研究进展

黄彦昊，张超，曾令勇，何溢懿，李宽，余沛峰，罗惠霞

2022(2):183-197.

[摘要](4142) [HTML](29) [PDF 2.07 M](165)

摘要:
双相混合导体透氧膜在高温条件下是一种兼具氧离子和电子导电性的无机陶瓷材料，可以从含氧气源中高效分离氧气，在富氧燃烧、纯氧制备、固体燃料电池等高温需氧行业备受关注。其中，将双相混合导体透氧膜与富氧燃烧耦合有助于捕捉CO₂，减少CO₂排放，是实现国家“碳达峰、碳中和”目标的有效方式之一。在实际应用环境中，CO₂可能导致双相混合导体透氧膜结构破坏和透氧性能下降，所以要求其具备优良的抗CO₂性能。介绍了双相混合导体透氧膜工作原理和抗CO₂性能的影响因素，以及近年来单相、双相抗CO₂混合导体透氧膜材料的研究进展。同时，阐述了双相混合导体透氧膜材料在水分解产氢耦合和甲烷部分氧化等领域的应用进展，证明该材料可以有效提高能源利用效率，并利于CO₂减排和再利用。最后，总结并展望了抗CO₂双相混合导体透氧膜材料研究现状及发展趋势。

15 CdZnSe/ZnSeS/CdZnS红光量子点的合成及其在发光二极管中的应用

田乃氾，关锦城，吕柏希，孟凡源，李阳，陈钊

2022(6):998-1007. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000614

[摘要](4121) [HTML](16) [PDF 3.94 M](320)

摘要:
为实现高荧光量子产率和较浅价带的量子点，选用镉掺硫化锌（CdZnS）和硫掺杂硒化锌（ZnSeS）分别为最外层壳和内层壳，合成了核/壳结构为CdZnSe/ZnSeS/CdZnS的红光量子点。结果表明：内部ZnSeS壳层能有效地将激子限制在量子点的核心内，与CdZnSe核和CdZnS外层壳间晶格匹配较小，使量子点具有完美的纳米结构和高光致发光量子产率；CdZnS最外壳层能够调控量子点的价带，减小空穴从聚合物到量子点之间的注入能垒，有利于空穴从空穴传输层注入到红光量子点发光层，实现量子点发光二极管中载流子平衡的复合；基于这些新型量子点的红色量子点发光二极管的最大外部量子效率为18.5%，量子点发光二极管在低外加电压下表现出较高的亮度值，具有较高的功率效率。基于CdZnS壳层的量子点具有较高的光致发光量子产率和较浅的价带能级，其可作为一种极好的最外层壳，以实现高性能的量子点发光二极管。

16 表面终端金刚石场效应晶体管的研究进展

李志伸，罗鑫

2023, 17(3):367-380. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2023.000301

[摘要](1689) [HTML](68) [PDF 4.31 M](313)

摘要:
金刚石因具有极高热导率、5.5 eV宽带隙、极高击穿电场、高固有载流子迁移率和低介电常数等优异性能，在高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件领域中成为有力的竞争者。然而，研究人员对金刚石半导体掺杂技术进行了几十年的探索和优化，却仍然无法满足当前电子器件的应用需求。最近，随着H终端金刚石表面二维空穴气的发现，研究重心逐渐转向优化H终端金刚石的导电特性及制备场效应晶体管(Field Effect Transistor, FET)。综述了H终端金刚石研究的发展历程，从栅层材料选择、表面终端处理、金刚石掺杂和FET结构优化出发，归纳了提升表面终端金刚石FET器件性能的方法，并对表面终端金刚石FET的发展前景进行了总结和展望。

17 碳化硅功率器件技术发展综述

吴炜杰，张宇阳，王朝阳，黄湛为，张帮敏

2023, 17(3):427-439. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2023.000305

[摘要](1574) [HTML](113) [PDF 2.93 M](445)

摘要:
第三代半导体SiC因禁带宽、热导率高等优异性能得到广泛关注，SiC功率器件也成为学术界和工业界的研究热点。从SiC材料性质出发，归纳分析了SiC薄膜与SiC功率器件制备工艺，回顾了SiC MOSFET和IGBT器件的发展，讨论了SiC MOSFET和IGBT器件的结构设计优化和性能评估，最后指出SiC器件面临的挑战及发展趋势。

18 柔性力学传感器及其基于神经网络算法的应用

冯吉勇，黄炳方，何俊恺，黄俊铧，桂许春

2023, 17(3):381-393. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2023.000302

[摘要](1549) [HTML](33) [PDF 5.71 M](252)

摘要:
柔性力学传感器作为可穿戴电子产品不可或缺的一部分，近年来受到了广泛关注，特别是在医疗健康、人机交互、电子皮肤和物联网等领域中的应用。为满足可穿戴设备的需求，柔性传感器在敏感材料、传感器结构设计和制备方法等方面进行了大量研究。同时，神经网络算法作为人工智能的分支，可以高效处理复杂数据，实现多传感器或多模态数据的分析处理，为柔性力学传感器在复杂环境中的应用提供了强大工具。综述了柔性应变和压力传感器及其基于神经网络算法的应用，详细讨论了应变传感器和压力传感器的传感机制和不同类型的传感器的具体应用，如压阻式、压容式、压电式和摩擦电式。神经网络算法显著提高了来自传感阵列以及复杂传感系统的大传感数据的处理效率，并且可以更好地显示感知信号与信息事件之间的关系。随着力学传感器和可穿戴设备的发展，传感器收集到的大量身体活动等生理信号数据集，可以有效训练神经网络算法，从而进一步增强可穿戴设备的性能。此外，还讨论了神经网络算法增强力学传感器在语音识别、手势识别、物体/材质识别和人机交互等方面的应用，并对基于神经网络算法的柔性力学传感器的发展进行了展望。

19 双碳包裹磷酸钒钠的合成及电化学性能研究

李子茜，李家宝，唐绍聪，郝静静

2022(4):511-517. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2022.000402

[摘要](1500) [HTML](35) [PDF 1.42 M](256)

摘要:
聚阴离子型磷酸钒钠正极具有原料储量丰富、成本低和对环境友好的特点，具有十分稳定的钠离子超导体结构，其NASICON结构骨架形成了稳定的容钠位，并且开放的三维离子迁移通道有利于改善钠离子的扩散，是钠离子电池理想的正极材料。然而磷酸钒钠较低的电子导电性以及循环过程中结构的变化会导致较大的电极极化和晶体结构的变形，对磷酸钒钠的循环性能不利。为了改善磷酸钒钠的电子导电性以及缓解其在循环过程中的体积/结构变化，通过结合溶胶-凝胶以及原位聚多巴胺包裹的方法，引入柠檬酸和聚多巴胺，原位转化为多孔碳和氮掺杂碳，形成基于双碳包裹的磷酸钒钠。研究结果表明，双碳包裹结构能够提供高电子导电性以及足够的缓冲介质，该双碳包裹的磷酸钒钠表现出良好的电化学性能，在0.1 A?g^-1的电流密度下可逆比容量可达到99.7 mAh?g^-1，在10.0 A?g^-1电流密度下循环2000周后可逆比容量依旧高达76.1 mAh?g^-1。因此，双碳包裹对于提升磷酸钒钠电极性能的有益作用，为改善聚阴离子型正极材料的电化学性能提供借鉴。

20 MoS₂/In₂Se₃异质结电子结构与光电性质研究

罗鑫，陈彦聪，李伟源，蒋彬，谢泓任

2023, 17(3):440-447. DOI: 10.20038/j.cnki.mra.2023.000306

[摘要](1445) [HTML](58) [PDF 2.77 M](268)

摘要:
二维材料异质结可以利用各组份二维材料的优异物理性质，实现按需设计制备新型的功能器件。通过构建二维半导体材料MoS₂与二维铁电材料In₂Se₃的异质结，研究了铁电极化对异质结的能带结构、电荷转移、压电系数及光电响应的影响。结果发现：当极化方向沿着从MoS₂指向In₂Se₃方向时，异质结能量更低、结构更稳定、电荷转移更多、能带带隙也更小；相比于面内应变对异质结带隙产生的微弱影响，利用极化方向的翻转可有效地调控异质结的带隙，实现从Ⅰ型能带对齐到Ⅱ型能带对齐；针对最稳定的异质结结构，发现压电系数e₃₁相比于单层In₂Se₃提升了24倍。通过实验采用干法转移制备出MoS₂/In₂Se₃异质结，利用拉曼光谱与光致发光光谱对其光电特性进行表征，发现异质结区保留着各自组份材料的拉曼特征峰与激子峰信号，相比于单独的In₂Se₃，异质结对In₂Se₃激子峰具有荧光增强效应。

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