聚3-己基噻吩/ZnO微纳米球复合膜的形貌和光学性能

对ZnO微纳米球从分散性和能级匹配方面进行了受体可行性研究,分析了能级结构和光电性能之间的关系;并将聚-3己基噻吩(P3HT)与ZnO微纳米球共混和旋涂制备P3HT/ZnO复合膜,考察P3HT和ZnO的共混质量比和退火温度对复合膜微观形貌及光学性能的影响。结果说明,P3HT/ZnO微纳米球复合膜与纯ZnO薄膜相比,拓宽了紫外吸收范围,增强了对太阳光的吸收,说明复合膜的吸收光谱与太阳光谱能够较好的匹配;在120℃退火处理后增强了P3HT的有序性,改善了复合膜的结晶性,有利于电池效率的提高。当P3HT质量浓度为6mg/mL、旋涂转速为1 500r/min时,优质复合膜的制备参数为:P3HT和ZnO微纳米球共混质量比为1∶2,退火温度120℃。优质复合膜大大拓宽了紫外吸收范围,增强了对太阳光的吸收。     

基于噻唑并噻唑结构的共轭聚合物太阳能电池材料的合成与表征

为了得到一种新型高效的聚合物太阳能电池材料,通过Stille聚合反应合成了一种以噻唑并噻唑为电子受体单元和硅基联噻吩为电子给体单元的交替共轭聚合物(PTTz-Si)。这种聚合物具有较窄的光学带隙(1.77eV)、较高的热稳定性以及比较宽泛的紫外可见吸收光谱,其良好的溶解性保证了可以通过溶液加工制备成有机太阳能电池器件,是一种潜在的聚合物太阳能电池活性层供体材料。通过核磁共振氢谱、碳谱、热重分析、紫外可见吸收光谱、凝胶渗透色谱和电化学等测试方法对该聚合物进行了表征,并且将聚合物与PC71CM共混制备聚合物太阳能电池器件,获取0.76%的光电转化效率。     

基于噻唑并噻唑结构的共轭聚合物太阳能电池材料的合成与表征简

为了得到一种新型高效的聚合物太阳能电池材料,通过Stille聚合反应合成了一种以噻唑并噻唑为电子受体单元和硅基联噻吩为电子给体单元的交替共轭聚合物（PTTz-Si）。这种聚合物具有较窄的光学带隙（1．77 eV）、较高的热稳定性以及比较宽泛的紫外可见吸收光谱,其良好的溶解性保证了可以通过溶液加工制备成有机太阳能电池器件,是一种潜在的聚合物太阳能电池活性层供体材料。通过核磁共振氢谱、碳谱、热重分析、紫外可见吸收光谱、凝胶渗透色谱和电化学等测试方法对该聚合物进行了表征,并且将聚合物与PC71 CM共混制备聚合物太阳能电池器件,获取0．76％的光电转化效率。     

喷涂制备聚合物太阳能电池阳极缓冲层中所用溶液浓度对器件性能影响机理

以在空气中结构稳定和电导率高等特点的PEDOT:PSS为样本,针对溶液浓度与喷涂薄膜成膜特性及在此基础上制备的P3HT:PCBM体异质结聚合物太阳能电池器件,进行了表征和分析.结果表明:器件的电流密度和效率随喷涂溶液浓度增大而提高的原因是喷涂溶液浓度的增加导致所制得薄膜的表面粗糙度增大,从而增大了与体异质结的接触面积,提高了载流子的传输和收集效率;在采用浓度为66.67%的PEDOT:PSS水溶液喷涂制备的缓冲层基础上制备的P3HT:PCBM体异质结聚合物太阳能电池,短路电流达到12.08mA/cm2.     

含有机胺超交联多孔聚合物的制备与表征

以乳液聚合将苯乙烯,丙烯酸丁酯,二乙烯基苯进行共聚,获得低交联度单分散性前体纳米颗粒,用二甲氧基甲烷作外交联剂对前体纳米颗粒进行Friedel-Crafts反应,获得超交联多孔聚合物,最后对聚合物进行胺解制备有机胺型多孔聚合物.通过动态光散射纳米粒度分析仪(DLS)、傅立叶红外光谱仪(FT IR)、比表面积和孔径分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)表征了乳液聚合物前体的性能以及超交联后聚合物的结构、孔性质以及热稳定性.结果表明,所得聚合物具有较大内表面积,热稳定性随着含氮量的增大而增大,但是比表面积逐步减小.     

含硝基的超支化聚苯撑乙烯的合成、表征及光物理性质

合成并表征了结构新颖的含有硝基的超支化聚苯撑乙烯(PPV)聚合物,聚合物的结构得到1 H-NMR和元素分析结果的确证.通过热重分析(TGA)可知,该类含有少量结晶相的聚合物具有较高热分解温度,分别为386.6、370.4和397.8℃.聚合物固态时的紫外最大吸收及荧光最大发射相对于液态的紫外最大吸收及荧光最大发射来说,波长有较明显的红移现象,同时具有宽吸收窄发射的特征.这种材料在太阳能电池器件将有较大的应用前景.     

N-苯基富勒烯吡咯烷的合成及其光伏性能

采用Prato反应合成了一系列N-苯基取代的富勒烯吡咯烷衍生物并将其作为电子受体材料应用于聚合物太阳能电池.实验结果表明,N-苯基-2-(3-甲氧基苯基)[60]富勒烯吡咯烷(FP2)和N-苯基-2-(4-甲氧基苯基)[60]富勒烯吡咯烷(FP3)可以通过一锅法合成,其合成过程简单,成本较低且产率较高.以聚(3-己基噻吩)(P3HT)为给体,FP2和FP3为受体的聚合物太阳能电池的能量转换效率分别为3.27%和3.30%.该效率接近在相同实验条件下的P3HT∶[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC_(61)BM)器件以及文献报道的P3HT∶PC61BM器件的效率.     

双重优化对基于P3HT:PCBM有机太阳能电池效率的提高

有效提高太阳能电池对光的吸收效率是提高太阳能电池能量转换效率的重要因素.在以poly(3-hexylthiophene)(P3HT)为电子给体材料,[6,6]-phenyl C60-butyric acid methyl eater(PCBM)为电子受体材料的有机太阳能电池中,Poly-(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)(PEDOT:PSS)与活性层之间插入不同厚度的P3HT层,并在P3HT层最佳厚度的基础上,进一步在活性层中掺杂不同比例的Ag纳米粒子,双重优化了电池器件.当插入45 nm的P3HT层及掺杂质量比为5%的Ag纳米粒子时活性层薄膜的形貌及内部结构得到了改善,电池对光的吸收,及外量子效率得到了显著地提高,并出现红移现象.在25°C,光强为100 mW/cm2的条件下测量其短路电流密度JSC为11.21 mA/cm2,能量转化效率PCE为3.79%.     

基于SQ2染料与P3HT的固态染料敏化太阳能电池

将近红外吸收染料SQ2与可见光吸收空穴传输材料P3HT结合起来制备固态染料敏化太阳能电池,并用锂盐对TiO2/SQ2表面进行处理来调节器件的光伏性能.通过模拟太阳光照射测试和单色光量子转换效率(IPCE)测试来研究器件的光电性能.测试结果表明,经过锂盐处理后,器件的短路电流(JSC)、填充因子(FF)和转换效率都获得提升.IPCE测试显示,经过锂盐处理后器件在P3HT吸收光谱范围内产生的量子效率没有变化,但在SQ2吸收光谱范围内产生的量子效率明显提升.通过分析得出结论是：锂盐处理不能提高P3HT所吸收的光量子转换效率,但可以提升SQ2染料所吸收的光量子转换效率,进而提高了固态染料敏化太阳能电池的光电转换效率.     

TiO2/P3HT复合太阳能电池的制备和性能研究

用简单易行的一步水热法在透明导电玻璃FTO上制备了直径、密度及取向可控的TiO2纳米阵列,FTO同时作为底电极,用旋涂法将有机P型聚合物P3HT复合到阵列表面,磁控溅射制备Pt电极,组装TiO2/P3HT有机无机复合太阳能电池.通过XRD、SEM、紫外-可见光谱仪、I-V/J-V特性曲线等表征TiO2阵列薄膜及器件的结构、形貌和光电特性.研究制备TiO2纳米阵列的水热时间及无水乙醇的量对薄膜质量及复合太阳能电池光电性能的影响.通过优化各项参数,FTO/TiO2/P3HT/Pt简单双层结构的光器件在AM1.5,光强100mW/cm2下开,路电压Voc达到0.50V,光电转换效率IPCE达到0.11%.     

含四官能团单元的超支化聚苯撑乙烯的合成、表征及光物理性质

通过Gilch反应合成了结构新颖、含四官能团单元的超支化PPV聚合物P1～P3.聚合物的结构得到1H NMR和元素分析结果的确证.通过热重分析(TGA)得知,该类非结晶相的聚合物热分解温度较高,分别为371.7、386.6和391.8℃.所合成的聚合物固态时的紫外吸收及荧光发射相对于液态的紫外吸收及荧光发射,波长有明显的红移现象,并且该聚合物具有宽吸收、窄发射的特征,在电玫发光器件和聚合物太阳能电池器件中将有潜在的应用前景.     

基于尼龙6和聚偏氟乙烯复合隔膜的凝胶聚合物电解质

通过连续静电纺丝法制备了具有三明治结构的尼龙6(PA6)/聚偏氟乙烯(PVDF)/尼龙6三层复合膜,并将其用作锂离子电池凝胶聚合物隔膜.通过扫描电子显微镜(SEM)观察到该隔膜由无序的纳米纤维交织而成,具有大量的相互贯通的3D孔道.用差示扫描量热法(DSC)分析了隔膜的热稳定性,其特殊的多孔三明治结构及2种材料的搭配可...     

P3HT和Spiro-OMeTAD共混物作为光活性层的杂化太阳电池性能

为降低电荷复合率,提高杂化太阳电池的性能,将P3HT与Spiro-OMeTAD共混后的混合物作为光活性层和空穴传输层,旋涂在Sb_2S_3纳米粒子敏化的TiO_2纳米棒(TiO_2NR/Sb_2S_3)复合膜上,制备成杂化太阳电池。通过SEM、紫外可见吸收光谱、XRD、电化学阻抗图谱、稳态荧光光谱、J-V曲线等手段,对杂化太阳电池的微观结构、光电转换特性进行了表征和测试。结果表明:P3HT与Spiro-OMeTAD共混物比例为15 mg/1 mL时,得到结构为FTO/TiO_2NR/Sb_2S_3/P3HT:Spiro-OMeTAD/Ag杂化太阳电池的电荷负荷率低,电子生命长,能量转换效率达到了4.57%。所制备的杂化太阳电池性能优良,具有良好的应用前景。     

高强高韧超支化聚酰胺胺/氧化石墨烯仿贝壳复合膜

文章采用超支化聚合物聚酰胺胺(HPAMAM)和氧化石墨烯(graghene oxide,GO),通过真空抽滤自组装的方法制备了仿贝壳复合材料,并对其用京尼平进行了适当的交联。采用透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)对GO进行了表征,采用红外光谱(infrared spectroscopy,IR)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X-射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)和电子万能试验机对HPAMAM/GO复合膜的结构和力学性能进行了表征。结果表明:HPAMAM/GO复合膜呈现出类似于贝壳的"砖"和"泥浆"排列的层状结构;随HPAMAM在复合膜中质量分数的提高,复合膜的延展性不断提高;在交联后,G-HPAMAM/GO复合膜的力学性能显著提高,拉伸强度约为150 MPa;复合膜保持了很高的韧性,其断裂伸长率高达10%以上。因此HPAMAM在构筑高强高韧仿贝壳复合材料方面具有非常高的研究价值。     

高效P3HT:PC_(71)BM聚合物太阳能电池的研制

以P3HT为电子给体,PC_(71)BM为电子受体,制备聚合物太阳能电池.通过溶剂退火工艺,器件的能量转换效率从0.71%提高到3.33%,然后经过热退火工艺处理活性层,器件的性能得到进一步提高,其中能量转换效率达到4.46%、短路电流为10.71 m A/cm~2、开路电压达到0.59 V、填充因子为70.6%,其结果可能是溶剂退火和热退火提高P3HT的结晶性造成的.     

P_3HT/PCBM基有机太阳能电池性能提高的研究

以P3HT作为电子给体材料,PCBM作为电子受体材料,制成不同厚度活性层的本体异质结有机太阳能电池.从I-V特性曲线分析了厚度对电池性能的影响.制备了添加PEDOTPSS和TiO2作为空穴阻挡层的有机电池,通过分析I-V特性曲线和吸收光谱,找到提高电池性能的方法.     

绕丹宁修饰富勒烯作为新型聚合物太阳能电池受体光伏材料增强光吸收(英文)

首次将染料分子3-乙基绕丹宁连接到[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)上,合成了具有增强光吸收性能的新型富勒烯受体光伏材料PCBRh.通过1 H NMR,13 C NMR和质谱分析确定了PCBRh的结构,紫外-可见吸收光谱测试表明所合成的PCBRh在300~600nm比起PCBM具有更强的光吸收,这归因于3-乙基绕丹宁高的吸光系数.电化学测试表明PCBRh的最低未占轨道(LUMO)能级比PCBM高0.1eV,这是由绕丹宁基团的给电子作用引起的.将PCBRh作为受体光伏材料与聚己基噻吩(P3HT)共混构建出体相异质结太阳能电池,在优化的制备工艺(P3HT/PCBRh=1:1(质量比),135℃热处理10min)下,电池器件的能量转换效率为1.46%.通过AFM表征研究退火处理对光活性层的形貌的影响及其与电池器件效率的联系:与参比P3HT:PCBM共混薄膜相比,退火处理使P3HT:PCBRh薄膜中的P3HT聚集成长度约为20nm的长条,并且粗糙度较大,因此不利于激子的扩散与分离.     

纳米氧化锆粒子对PVDF膜改性作用的机理研究

本文介绍了在聚偏氟乙烯制膜液中添加一定量纳米氧化锆粒子,采用溶胶凝胶法制备ZrO2/PVDF复合膜,对其水通量进行表征,70℃时,ZrO2添加量为3%时,复合膜的纯水通量达到370 L?m-2?h-1 。运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅立叶变换宏伟色谱仪及差热分析仪对复合膜性能加以表征,结果表明复合膜的孔性能、分离性能及力学性能均得到明显改善。     

有机/无机杂化钙钛矿材料的制备及其光学性质

通过两步法制备有机/无机杂化钙钛矿微纳材料CH3NH3PbX3(X=Cl,Br,I),得到分散性良好且形貌不同的微纳结构,并利用扫描电子显微镜(SEM)和荧光显微镜对3种钙钛矿微纳材料的形貌进行表征;通过X射线粉末衍射仪(XRD)对材料的纯度和结构进行分析;通过紫外可见光谱和荧光光谱对材料的发光性质进行研究,并对3种材料发光性能进行对比分析和讨论.结果表明,有机/无机杂化钙钛矿微纳材料作为一种发光材料在发光二极管、激光等领域具有一定的应用价值.     

PVDF-SiO_2中空纤维复合膜的制备和表征

采用相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)-二氧化硅(SiO2)中空纤维复合膜,讨论了纳米SiO2粒子对PVDF膜结构和性能的影响。通过扫描电子显微镜、能谱、傅里叶红外光谱、热分析、材料试验、接触角测量和超滤实验分别对不同膜的微观结构、化学组成、热稳定性、机械强度、亲水性以及分离性能、抗污染能力进行了联合表征。结果表明:添加SiO2粒子有利于PVDF由α相向β相转变,复合膜的性能与纯PVDF膜相比有明显改善。当w(SiO2)=3%时,纳米颗粒分散较均匀,膜断裂强度为纯PVDF膜的2.7倍,纯水通量由81.6 L/(h.m2)提高到160.0 L/(h.m2),热稳定性、亲水性和抗污染性显著提高;但过高的SiO2含量(w3%)会引起纳米颗粒团聚而导致膜的各项指标下降。