光子器件的建模传统上涉及求解光与物质相互作用和光传播方程。在这里,我们通过使用量子计算机重现光学器件功能来演示一种替代建模方法。作为说明,我们模拟了光在薄吸收膜上的量子干涉。这种干涉可以导致光在薄膜上完全吸收或完全透射,这种现象引起了经典和量子信息网络中数据处理应用的关注。我们将干涉实验中光子的行为映射到 transmon 量子态的演化,transmon 是 IBM 量子计算机的超导电荷量子位。真实光学实验的细节在量子计算机上完美再现。我们认为,这种方法的优越性将在复杂的多光子光学现象和器件建模中得到体现。
Sb 2 S 3 是一种很有前途的环保半导体,可用于高性能太阳能电池。但是,与许多其他多晶材料一样,Sb 2 S 3 受到非辐射复合和晶界 (GB) 载流子散射的限制。这项工作表明,通过在 Sb 2 S 3 沉积的前体溶液中加入适量的 Ce 3 +,Sb 2 S 3 薄膜中的 GB 密度可以显著从 1068 ± 40 nm μ m − 2 降低到 327 ± 23 nm μ m − 2。通过对结构、形貌和光电特性的广泛表征,并辅以计算,我们发现一个关键因素是在 CdS/Sb 2 S 3 界面处形成一层超薄 Ce 2 S 3 层,这可以降低界面能并增加 Sb 2 S 3 和基底之间的粘附功,以促进 Sb 2 S 3 的异质成核,并促进横向晶粒生长。通过减少晶界和/或 CdS/Sb 2 S 3 异质界面的非辐射复合,以及改善异质结处的载流子传输特性,这项工作实现了高性能 Sb 2 S 3 太阳能电池,其功率转换效率达到 7.66%。开路电压 (V OC ) 达到了惊人的 796 mV,这是迄今为止报道的 Sb 2 S 3 太阳能电池的最高值。这项工作提供了一种同时调节 Sb 2 S 3 吸收膜的成核和生长的策略,以提高设备性能。