基于环境友好的绿色反溶剂法的高效CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池

CH₃NH₃PbI₃(MAPbI₃)钙钛矿电池的能量转换效率与钙钛矿薄膜质量密切相关。为了获得高质量的钙钛矿薄膜，通过优化薄膜制备方法和工艺流程，发现绿色反溶剂乙酸丙酯和丙二醇甲醚能促进PbI₂粒子的成核，提供CH₃NH₃PbI₃钙钛矿晶体的异相成核位点，从而促进钙钛矿晶体的快速生长。研究表明，与常用的有毒溶剂氯苯处理的钙钛矿薄膜相比，通过乙酸丙酯和丙二醇甲醚处理的薄膜晶粒较大，均方根值较低，表面粗糙度获得较大优化，可以获得晶粒尺寸均匀、接近钙钛矿载流子扩散长度的全覆盖钙钛矿薄膜。测试不同处理条件下的器件性能发现，与氯苯处理的CH₃NH₃PbI₃钙钛矿太阳能电池(能量转换效率为17.86%)相比，绿色反溶剂丙二醇甲醚处理的器件的最佳效率为21.60%,提高近21%,该实验结果对今后获得环境友好的高质量钙钛矿型太阳能电池具有一定的参考价值和指导意义。     

不同湿度环境下CH3NH3PbI3薄膜的退化过程

实验分析了在15%、50%和90%RH湿度条件下CH₃NH₃PbI₃薄膜退化过程.通过XRD测量发现不同湿度环境中CH₃NH₃PbI₃薄膜的退化产物为PbI₂,且在90%相对湿度(RH)环境下还观测到了退化中间产物水合物(CH₃NH₃)₄PbI₆·2H₂O.不同湿度环境中CH₃NH₃PbI₃薄膜退化速度不同,湿度越大,退化速度越快.通过载流子动力学的测量发现随着退化时间增长,CH₃NH₃PbI₃薄膜光生载流子数量不断减小.低湿度环境下CH₃NH₃PbI₃薄膜在退化过程中表现出缺陷钝化现象,载流子复合寿命随退化时间呈先上升后下降趋势.而在高湿度条件下,CH₃NH₃PbI₃薄膜出现缺陷增加现象,载流子复合寿命随退化时间呈下降趋势.     

CH3NH3PbI3薄膜的光致发光增强效应

采用光谱测量技术分析了CH₃NH₃PbI₃薄膜的光致发光增强效应及其对载流子复合动力学的影响.实验结果表明,增加光浴功率密度有助于提高薄膜的光致发光增强速率,O₂环境有利于薄膜的光致发光增强.CH₃NH₃PbI₃薄膜光浴处理引入的光致发光增强效应源于薄膜内缺陷态浓度降低.同时利用微波吸收介电谱技术,表征了CH₃NH₃PbI₃薄膜光浴前后,自由载流子和浅能级束缚载流子的复合动力学.发现光浴后,薄膜的自由载流子和浅能级束缚载流子浓度明显提高.     

原位光反应法合成过氧桥连草酸铀酰配合物

在室温和实验室灯光照射条件下,通过原位光化学反应,分别以乙二胺和二亚乙基三胺为模板,合成3种过氧桥连的草酸铀酰配合物[NH₃(CH₂)₂NH₃]₃[(UO₂)₂O₂(C₂O₄)₄]·4H₂O (1),[NH₃(CH₂)₂NH₂(CH₂)₂NH₃]₂[(UO₂)₂O₂(C₂O₄)₄]·2H₂O(2)和[NH₃(CH₂)₂NH₂     

Mn掺杂CsPbCl3/Cs4PbCl6复合材料的制备及发光机理

为开发适合产业化的零维钙钛矿的合成方法,利用超声法制备了Mn²⁺掺杂的CsPbCl₃/Cs₄PbCl₆复合物(CCM),并讨论了CCM的发光机理.在近紫外激发下,CCM具有明亮的红色发光,发射谱具有3个发射峰,分别位于606 nm(Mn²⁺)、414 nm(CsPbCl₃)和351 nm(Cs₄PbCl₆).CCM中存在CsPbCl₃、Cs₄PbCl₆对Mn²⁺的能量传递过程.通过改变前驱物中MnCl₂/PbCl₂投料比可以调节CCM中Cs₄PbCl₆对CsPbCl₃的钝化,调控CCM中CsPbCl₃对Mn²⁺的能量传递以及Mn²⁺的红光发射强度.     

Cu(CH3COO)2分子的解离及其产物合成CuCrO2分子

研究醋酸铜Cu(CH₃COO)₂分子的解离过程及其解离产物与三氧化二铬Cr₂O₃合成CuCrO₂的微观过程.采用CCSD(T)6-311++G(d,p)和M06-2x/6-311++G(d,p)方法分别计算反应物醋酸铜Cu(CH₃COO)₂分子单点能和频率,并计算反应物受热分解的过程,寻找解离的过渡态.最后研究了分解产物Cu₂O和Cr₂O₃合成铬酸铜CuCrO₂分子.     

ZnO/Cs2CO3双电子传输层有机太阳能电池

有机太阳能电池的异质结界面是影响其性能的一个重要因素.以氧化锌/碳酸铯作为双电子传输层,改善电子传输层与活性层的界面接触并提高电子传输能力.利用溶胶-凝胶法制备OSCs器件,通过优化的双电子传输层,使基于PTB7-Th:PC₇₁BM的OSCs器件的最高效率达到了8.08%,其相较于ZnO电子传输层器件提高了10.68%.实验表明,由于ZnO/Cs₂CO₃ ETLs具有最佳的表面形貌和光吸收,其填充因子、短路电流密度和电子迁移率都显著提升.这种ZnO/Cs₂CO₃双电子传输层为OSCs性能改善提供了新的思路.     

La2O3掺杂量对0.06BiYbO3-0.94Pb(Zr0.48Ti0.52)O3三元系压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统的固相反应法制备0.06BiYbO₃-0.94 Pb(Zr_0.48Ti_0.52)O₃-xwt.%La₂O₃(BY-PZT-xLa,x=0～0.6)三元系压电陶瓷，并研究了La₂O₃掺杂量对BY-PZT-xLa压电陶瓷微观结构和电学性能的影响.研究结果显示，BY-PZT-xLa压电陶瓷为纯的四方钙钛矿结构，晶格常数随x的增加而减小，表明La₂O₃成功掺入BY-PZT压电陶瓷的钙钛矿结构中，La³⁺取代A位的Pb²⁺抑制了陶瓷的晶粒增长；随着x的增加，BY-PZT-xLa压电陶瓷的介电损耗因子和居里温度逐渐降低，但少量La₂O₃掺杂(x=0.1)可以大幅度提高体系的相对介电常数，并降低介电常数的温度系数；采用修正的居里—外斯定律研究了BY-PZT-xLa压电陶瓷在居里温度以上的介...     

高效蓝光无铅钙钛矿Cs3Cu2I5的缺陷性能研究

目的 研究高效蓝光无铅钙钛矿Cs₃Cu₂I₅的光电性质和缺陷特性。方法 采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法进行研究。结果与结论 Cs₃Cu₂I₅的低对称性破坏了跃迁禁阻从而实现了跃迁的过程,这是因为Cs₃Cu₂I₅具有较大的跃迁矩阵和较高的跃迁几率,从而增加了辐射复合的几率。Cs₃Cu₂I₅良好的缺陷容忍度拓宽了其热弛豫和辐射复合的途径,从而实现了高效的蓝致发光效应。     

基于柠檬酸钠掺杂SnO2的钙钛矿太阳能电池

针对商用SnO₂水分散液易发生颗粒团聚的问题和提升SnO₂薄膜电学和表面性能的需求,提出了一种利用小分子螯合剂对SnO₂进行优化的策略。该策略选用低成本的螯合剂柠檬酸钠(SC:Sodium Citrate)对SnO₂传输层进行掺杂,制备的器件结构为ITO/SnO₂+SC/FA_1-xMA_xPbI₃/Spiro-OMeTAD/Au的PSCs。在引入浓度经过优化的SC后,PSCs的开路电压和填充因子最高可达1.135 V和78.23%,能量转换效率为21.53%,与未引入SC的器件相比获得了明显提升。对薄膜和器件进行表征后发现,SC的掺杂可提升SnO₂薄膜的电学和表面性能,进而改善了钙钛矿的结晶。对集成的器件进行表征发现缺陷密度降低,载流子复合引起的电压和填充因子损失减少,电荷传输的效率得到明显改善。     

CdBr2对CsPbBr3钙钛矿晶界处缺陷态调控及光电性能影响

通过CdBr₂对全无机CsPbBr₃钙钛矿薄膜进行钝化处理,研究不同浓度CdBr₂的异丙醇溶液对全无机CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池光电性能的影响.结果表明:CdBr₂钝化CsPbBr₃钙钛矿表面后,降低了钙钛矿表面的Br空位缺陷密度,抑制了非辐射复合,促进了光生电子和空穴的抽取和传输,因此降低了界面光电子复合损失,使全无机钙钛矿太阳能电池器件的光电转换效率从6.58%提高到8.19%,开路电压从1.368 V提高到1.531 V.     

基于旋涂-蒸发两步法的CsPbBr3钙钛矿太阳能电池

介绍了一种应用于CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池的旋涂-蒸发两步法工艺,用一步蒸发的方法取代了传统的多步旋涂法,精确地控制了CsBr的厚度,提高了器件的重复性;当CsBr的厚度优化到260 nm时,可以得到纯CsPbBr₃钙钛矿．分析了退火温度对钙钛矿薄膜结晶度的影响,结果表明：在350℃下可以得到高质量的钙钛矿薄膜,最优钙钛矿太阳能电池器件的光电转换效率为7.2%,开路电压为1.27 V,短路电流为7.55 mA/cm²,填充因子为0.752;此外,所制备的CsPbBr₃钙钛矿薄膜在光电探测器应用方面也表现优异,在空气环境下表现出良好的稳定性．     

β-Ga2O3 SBD器件的解析模型与仿真研究

本文设计了不同电场调节策略的Ga₂O₃ SBD器件,通过研究器件结构、钝化层方案下器件电学特性,分析不同终端结构(场板结构FP、边缘终端结构ET、沟槽型Trench、高K钝化)下Ga₂O₃ SBD的结构设计.此外本文结合理论分析和实验数据拟合,完善了Ga₂O₃材料和器件模型,通过对比实验数据验证了模型的正确性.研究发现:(1)高K钝化(κ>100)结合场板结构可有效舒缓表面电场并提升结终端效率, 2μm Ga₂O₃ SBD采用BaTiO₃钝化场板可实现终端效率91.4%, V_br=1.43 kV,巴利加优值BFOM=1.62 GW/cm²,七倍于Al₂O₃ FP SBD;(2)采用BaTiO₃钝化的FP&ET复合终端可实现终端效率93.6%, V_br     

AgYb(MoO4)2:Er3+/Tm3+/Ho3+稀土发光材料的水热合成及其温度传感性能

为了提高Ln³⁺离子的发射强度,Yb³⁺离子在上转换(up conversion, UC)系统中通常用作敏化剂,在980 nm处有着广泛且强的吸收带.作为含有Yb³⁺的基体材料,AgYb(MoO₄)₂中的离子浓度更高,因此掺杂离子的发射强度更强,期待可以获得更好的温度敏感性.采用Er³⁺掺杂后获得的材料的温度敏感性在473 K时达到0.013 3 K^-1,对比于相同条件下合成的NaY(MoO₄)₂材料,其温度敏感性更高.并且Ho³⁺和Tm³⁺的共同掺杂还可以用来进行合成白光发射,即通过共掺杂Tm³⁺后获得蓝光部分(¹G₄-³H₆),再通过Ho³⁺的掺杂获得红光(⁵F₅-     

WO3/CdSx(CO3)1-X的制备及其光催化析氢性能的研究

首先采用水热法合成了WO₃样品,其次利用水浴法在WO₃表面附着了CdS_x(CO₃)_1-X材料并构建了直接Z型WO₃/CdS_x(CO₃)_1-X光催化剂.实验结果表明,WO₃光激发的导带电子和CdS_x(CO₃)_1-X光激发价带的空穴在界面处发生了复合,使得WO₃价带的空穴和CdS_x(CO₃)_1-X导带的电子实现分离,从而有效地提高了WO₃/CdS_x(CO₃)_1-X复合光催化剂的光催化H₂的析出效率.     

Effects of the incorporation amounts of CdS and Cd(SCN2H4)2Cl2on the performance of perovskite solar cells

An excellent organolead halide perovskite film is important for the good performance of perovskite solar cells(PSCs).However,defects in perovskite crystals can affect the photovoltaic properties and stability of solar cells.To solve this problem,this study incorporated a complex of Cd S and Cd(SCN₂H₄)₂Cl₂into the CH₃NH₃Pb I₃active layer.The effects of different doping concentrations of Cd S and Cd(SCN₂H₄)₂Cl₂on the performance and stability of PSCs were analyzed.Results showed that doping appropriate incorporation concentrations of Cd S and Cd(SCN₂H₄)₂Cl₂in CH₃NH₃Pb I₃can improve the performance of the prepared solar cells.In specific,Cd S and Cd(SCN₂H₄)₂Cl₂can effectively passivate the defects in perovskite crystals,thereby suppressing the charge recombination in PSCs and promoting the charge extraction at the TiO₂/perovskite interface.Due to the reduction of perovskite crystal defects and the enhancement of compactness of the Cd S:Cd(SCN₂H4)₂Cl₂:CH₃NH₃Pb I₃composite film,the stability of PSCs is significantly improved.     

单分散球形荧光粉(Lu0.88Yb0.1Er0.02)2O3的制备及可见-近红外发光性能

采用共沉淀法制备了Yb³⁺和Er³⁺共掺杂的Lu₂O₃纳米晶.利用X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和荧光光谱(PL/PLE)对前驱体及产物进行表征.研究结果表明：共沉淀所得前躯体为非晶,微观形貌为尺寸均匀分散性良好直径约200 nm的单分散球.非晶前躯体经1 000～1 400℃煅烧后可获得纯相(Lu_0.88Yb_0.1Er_0.02)₂O₃荧光粉,煅烧对单分散球的微观形貌有明显影响,1 200℃以下随着煅烧温度升高单分散球的直径收缩至约90 nm, 1 400℃高温煅烧导致单分散球碎裂.在980 nm光源激发下,(Lu_0.88Yb_0.1Er_0.02)₂O₃荧光粉在655、662、670、678和686 nm出现Er³⁺特征发射峰,662 ...     

准一维Cr基超导体RbCr3As3的高压研究

近年来,新型铬(Cr)基非常规超导体因呈现独特晶体结构和奇异物理性质而备受关注,成为超导领域的研究热点之一.A₂Cr₃As₃(A=K,Rb,Cs)是首个常压下的Cr基超导体系,通过化学方法脱除其中一个A离子,可以获得具有类似准一维结构的ACr₃As₃超导体.其中,KCr₃As₃和RbCr₃As₃的超导转变温度(T_c)可以分别达到～5和～7.3 K其上临界场(μ₀H_c2(0))远超泡利极限(μ₀H _P^BCS).在前期针对A₂Cr₃As₃的高压研究基础上,本文分别采用六面砧和金刚石对顶砧装置详细研究了RbCr₃As₃的电输运和晶体结构在高压下的演化规律.研究...     

Ce3+掺杂及晶场对Ca10K(PO4)7:Eu2+,Mn2+荧光粉发光性能的调控

采用高温固相反应法合成了Ca₁₀K(PO₄)₇:Eu²⁺荧光粉,分别通过Sr部分取代Ca、Ce³⁺掺杂及Mn²⁺共掺杂,探讨了晶场调控、Ce³⁺→Eu²⁺能量传递及Eu²⁺→Mn²⁺能量传递对该体系发光性能的影响规律.XRD测定结果表明,Sr取代Ca对Ca₁₀K(PO₄)₇基质晶格结构无明显影响.光谱测定结果表明:制备得到的Ca₁₀K(PO₄)₇:Eu²⁺荧光粉中,Eu²⁺和Eu³⁺共存.掺杂Ce³⁺有助于Eu³⁺还原为Eu²⁺,大幅度地提高了荧光粉的发光强度.Sr取代Ca可调控晶体场强度,促使Eu^2...     

铕掺杂NaY(WO4)2玻璃陶瓷的制备及发光性能研究

利用熔融—晶化法制备了铕掺杂NaY(WO₄)₂玻璃陶瓷,主晶相为NaY(WO₄)₂(48-0886)。研究了热处理条件对玻璃陶瓷样品的晶相、透过率和荧光强度的影响。随着热处理时间的增加,晶相没有变化,透过率逐渐降低,荧光强度呈现先增加后减小的趋势。确定了最佳的热处理条件：在650℃保温3 h。在395 nm光的激发下,铕掺杂NaY(WO₄)₂玻璃陶瓷样品在592 nm和616 nm附近存在发射峰,分别归属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁和⁵D₀→⁷F₂跃迁。在相同热处理条件下,研究了不同Eu₂O₃掺杂浓度的发射光谱,确定了最佳的掺杂浓度为0.6 mol%。