反溶剂法优化制备高效钙钛矿太阳电池

基于反溶剂一步溶液旋涂法制备FA_0.5MA_0.5PbI₃薄膜,并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）对钙钛矿薄膜进行了测试.测试结果表明的反溶剂滴加时间和滴加的剂量对钙钛矿的结晶的晶粒尺寸和表面形貌有显著影响.合适的反溶剂滴加时间基础上合适的滴加剂量可以形成微米量级的钙钛矿晶粒.最终制备的钙钛矿太阳电池的光电转换效率达到最佳为7.42%.     

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。     

考虑薄膜效应区域的混凝土双向板承载力计算

为了合理确定混凝土双向板极限荷载和薄膜效应区域,进行了6块混凝土双向板承载力试验研究,观察试验板裂缝开展和最终破坏模式,获得了试验板荷载-位移曲线.在此基础上,基于塑性铰线理论,考虑受拉薄膜效应影响,提出新的混凝土双向板破坏模式,建立确定受拉薄膜效应区域的椭圆方程,推导板块内力平衡方程,获得各板块承载力增大系数.同时,编程计算混凝土板荷载-变形关系,分析薄膜效应机理,并用于验证理论方法有效性.最后,将理论计算结果与国内外试验结果及理论结果进行对比,表明:提出的破坏模式与传统拉压薄膜效应机理相一致,可用于确定混凝土双向板极限承载力、拉压薄膜效应区域和最终破坏模式.     

La$_{{1-x}}$Sr$_{x}$TiO$_{3}$ 薄膜的高通量 X 射线衍射

高通量材料合成方法和高通量材料表征手段区别于传统低效率的 "试错法"材料发展方法, 极大地加速了材料科学的变革和发展. 通过设计程序进行了高通量 X 射线衍射实验, 在保证数据分辨率条件下, 高效地表征了 La$_{1-x}$Sr$_{x}$TiO$_{3}$ 薄膜上多个数据位点的晶体结构, 验证了其成分的连续变化性质, 为后续开展更多类型的高通量 X 射线衍射实验提供了指导.     

氧氩流量比对氧化铋纳米薄膜微结构及光电性能的影响研究

为了制备出不同光电性能的氧化铋薄膜,并明晰其性能机理,以便后续研究与氧化锌薄膜复合成压敏薄膜.采用磁控溅射法,改变溅射气氛中氧气和氩气的流量比,在玻璃衬底上制备出了三个氧化铋薄膜样品,并对其微观形貌、结构及光电性能进行了测试分析.结果表明:溅射气氛中的氧氩流量比对薄膜微结构及光电性能影响显著;不同氧氩流量比制备的Bi2 O3薄膜中均含BiO2和Bi杂相,且随着氧氩流量比由0:40增大至4:36,薄膜中Bi含量减少,BiO2增加;薄膜颜色由黑变黄;沉积速率由14 nm/min减少至12 nm/min;晶粒尺寸增大,表面趋向致密均匀,可见光区透过率由0.25％增加到56.73％;禁带宽度由0增加到3.17 eV;载流子浓度、导电性能急剧降低,调节溅射气氛中氧氩流量比可有效控制氧化铋薄膜的禁带宽度,载流子浓度等,从而获得不同光电性能的薄膜样品.     

植入式硅神经微电极的发展

 神经科学和神经工程研究需要研究大脑神经元的电活动情况，以了解大脑产生、传输和处理信息的机制。植入式神经微电极作为一种传感器件，是时间分辨率最高的神经电活动传感手段之一。介绍了国内外几种主要的植入式硅基神经微电极的结构特点、制备方法和性能特点。分析表明，未来通过不断结构优化和改性修饰，特别是在高通量的神经记录方面，通过与同样基于硅材料的电路的集成，硅神经微电极能够进一步提高生物相容性，解决大规模的电极通道体内外传输与连接问题，实现对神经元的在体大规模长时间记录。     

物理气相沉积法制备TP/TFA纳米薄膜与光致发光特性探究

为了探究有机荧光材料在微纳尺寸上的荧光特性，采用低真空物理气相沉积方法制备了茶碱（TP）和2，3，5，6-四氟对苯二甲酸（TFA）有机纳米薄膜。通过对TP和TFA薄膜的荧光性质进行表征发现：与TP粉末相比薄膜的荧光发射峰由1个增加到4个，发射波长范围拓宽了100 nm，TFA的荧光发射峰之间的相对荧光强度发生了变化，与原料粉末相比在408 nm处的荧光发射峰蓝移了7 nm，362 nm处的荧光发射峰红移了3 nm。另外随着纳米薄膜厚度的逐渐增加，其荧光效率也逐渐增大。通过对TP和TFA纳米薄膜的表面形貌表征发现：随着薄膜厚度的增加，颗粒的聚集形态尺寸逐渐增大，从而验证了荧光效率随膜厚增加而逐渐提升的特性。     

非晶硅太阳电池中吸收层的氢稀释微控作用

基于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备非晶硅太阳电池,通过微量调节氢稀释(R_H),研究其对本征非晶硅吸收层的光学带隙及微结构的影响。实验结果显示当R_H由6.5增加到10时,本征非晶硅吸收层的光学带隙由1.796eV提高到1.973eV,电池效率随R_H的降低先升高后降低。并在R_H=7时达到最大值,此时的本征非晶硅薄膜的光学带隙约为1.836eV,其电池效率达到8.4%(V_(oc)=897.2mV,J_(sc)=14.86mA/cm~2,FF=62.96%)。实验表明R_H的提高并不能单调增加电池的效率。通过对微结构的分析发现,这主要是由于R_H过低或过高时,其Si-H_2键成分比例较高,微结构因子R较大,使得薄膜中缺陷较多所引起电池恶化导致的。     

沉积氧压对RuVO2合金薄膜结构及MIT特性的影响研究

本工作采用脉冲激光沉积法,以c-Al_2O_3为衬底,金属钌(Ru)镶嵌金属钒(V)圆片作为靶材,高纯氧气为反应气体,在不同沉积氧压下制备出一系列RuVO_2合金薄膜.采用XRD、XPS、紫外-可见-近红外光谱仪、四探针测试仪等表征了薄膜的结构、成分及光电性能.实验结果表明:在不同沉积氧压下,薄膜均沿(010)晶面高度取向生长,薄膜的摇摆曲线半高宽在0. 050°～0. 091°之间,薄膜具有良好的结晶质量.低氧压(1. 5 Pa)下制备的RuVO_2薄膜成分严重偏离化学计量比而含有大量O空位缺陷.随着沉积氧压增大,薄膜化学成分接近化学计量比2∶1;在大于2. 4 Pa氧压条件下制备的薄膜都表现出显著的MIT特性,薄膜相变温度在50～55℃之间,在相变前后电阻率发生3个数量级的突变,同时对红外光展现出良好的调制能力,最高可达17%.氧压太高将降低薄膜沉积速率而不利于薄膜生长.