物理教学部在国际知名期刊《Surfaces and Interfaces》上发表了题为2D layered blue phosphorene/SnS2 Van der Waals heterostructures for photovoltaic application的学术论文,团队郝军华教授为第一作者,研究工作依托天津大学和天津仁爱学院完成。
论文亮点如下:基于密度泛函理论,作者研究了包括BP/SnS2、BP/SnS2/BP、SnS2/BP/SnS2和BP/doped-SnS2在内的二维异质结构的电子与光学性质。
1. 结构与稳定性
这些二维异质结构均表现为范德华相互作用,且结合能为负值,表明这些范德华异质结构具备良好的稳定性。
2. 电子性质
此类异质结具有远窄于单层蓝磷或SnS2的带隙特性,呈现Ⅱ型能带对齐以有效分离光生电子-空穴对,并可通过在SnS2中掺杂杂质调控电子特性,从而更有利于太阳能的捕获。
3. 光学与光伏性能
不同层数研究表明,双层BP/SnS2异质结的光电转换效率高于三层结构,而杂质掺杂显著增强了整个可见光区域的吸收能力,其中氮掺杂使效率从8.52%提升至29.1%(增幅242%),磷掺杂提升至21.2%(增幅149%),表明掺杂是提升二维范德华异质结构性能、推动其在光伏领域应用的有效策略。
这项工作得到了天津市教委科研计划项目(2022KJ048)资助。
论文引用格式:
Hao Junhua, Zhang De-Long, Zhengjia Wang, Shuxin Chen, Jihua Xu, Yufang Wang. 2D layered blue phosphorene/SnS2 Van der Waals heterostructures for photovoltaic application. Surfaces and Interfaces 58 (2025) 105837.
论文连接:DOI: 10.1016/j.surfin.2025.105837