物理學(xué)院低維能量轉(zhuǎn)換材料與器件課題組主要開(kāi)展新型低維光電/熱電材料與器件的設(shè)計(jì)、制備及性能優(yōu)化研究。近日，該課題組的青年教師喬雙博士和合作者李志強(qiáng)、叢日東博士在新型半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)側(cè)向光伏器件與新穎光電探測(cè)器件研究方面取得系列進(jìn)展。

該課題組首次研究了CIGS異質(zhì)結(jié)的側(cè)向光伏效應(yīng)，并成功將其開(kāi)發(fā)為新型柔性光探測(cè)器。他們創(chuàng)新性地將具有壓電效應(yīng)的ZnO引入該異質(zhì)結(jié)，利用壓電效應(yīng)對(duì)異質(zhì)結(jié)中載流子傳輸?shù)挠行д{(diào)控，使探測(cè)器的響應(yīng)度、檢測(cè)度和響應(yīng)速度分別提高了75.4%、66.1%和239.7%，性能遠(yuǎn)優(yōu)于目前商用的硅探測(cè)器；在此基礎(chǔ)上，該研究小組利用ZnO納米線(xiàn)的壓電光電子學(xué)效應(yīng)，使CIGS太陽(yáng)電池短路電流快速提升。在2MPa壓力下，電池效率提高了15.9%. 上述工作主要發(fā)表在Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1707311（IF=12.1）和Nano Energy 2018, 49, 508(IF=12.3)上。

該課題組率先研究了新型垂直MoS₂/Si異質(zhì)結(jié)的側(cè)向光伏效應(yīng)，獲得的位置靈敏光探測(cè)器的時(shí)間響應(yīng)達(dá)到驚人的16 ns，且從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了載流子在MoS₂層內(nèi)和層間傳輸速度的差別（Adv. Sci. 2018, 5, 1700502， IF=9.03；ACS Appl Mater. Interfaces 2017, 9, 18377, IF=7.5）。另外，考慮到該結(jié)構(gòu)樣品能夠同時(shí)發(fā)揮MoS₂強(qiáng)的光吸收和快的縱向傳輸速度特性，該小組又成功將其制備成光電探測(cè)器，其響應(yīng)度和檢測(cè)度分別高達(dá)908.2mA/W和1.889×10¹³Jones，且具有超快的響應(yīng)速度。該研究結(jié)果被選為2018年度Journal of Materials Chemistry C期刊熱點(diǎn)文章（J. Mater. Chem. C 2018, 6, 3233，IF=5.26）。

喬雙博士是我校2014年引進(jìn)人才，入職后以河北大學(xué)為第一單位發(fā)表JCR一、二區(qū)top論文近20篇，2015和2017年分別獲得河北省青年拔尖人才和河北省杰出青年基金項(xiàng)目資助。

(物理學(xué)院供稿)