一种含硅丙烯酸酯共聚物及表面性能研究

以γ-甲基丙烯酰氧丙基甲氧基三(三甲硅氧基)硅烷和甲基丙烯酸甲酯为原料制备不同硅含量的含硅共聚物.测试了共聚物的Tg、表面接触角、表面自由能,同时对共聚物进行FTIR和表面电子能谱(XPS)分析.结果表明,随着共聚物中硅单体含量的增加,其表面能显著降低,且共聚物在成膜过程中,含硅基团有向共聚物-空气界面富集的趋势.     

新型四配位硅基材料的结构与性质

硅基半导体已广泛用于光电转化和现代通信等不同领域,新型硅基材料的发展,有助于应对功能材料在现代科技领域面临的挑战.本文主要介绍本课题组近年来在新型四配位硅基材料领域中的理论设计与计算模拟,包括新型四面体硅基材料和平面四配位硅基二维单层材料.基于Si(C≡C)_4结构单元,设计了一系列类金刚石结构的宽带隙半导体材料,预测了它们的结构、光电及力学性质,分析了平面四配位硅的成键特征及其稳定化策略,探讨了含平面四配位硅的二维单层材料在锂离子电池和CO_2活化转化中的应用.     

钛硅分子筛催化苯乙烯氧化制苯甲醛

将采用四丙基溴化铵（TPABr）为模板剂、硅溶胶为硅源合成的钛硅分子筛TS－1用于苯乙烯氧化反应。与采用经典法合成的TS－1相比，采用廉价原料合成的TS－1在苯乙烯氧化反应中的活性较低，但苯甲醛选择性高。钛硅分子筛中的骨架钛物种催化苯乙烯转化为苯乙醛，而部分缩合六配位钛物种催化苯乙烯转化成苯甲醛。与丙酮做溶剂相比，苯乙烯氧化反应选用醇类溶剂苯甲醛选择性高，其中，甲醇做溶剂时反应结果最好。V（甲醇）／V（苯乙烯）＝3时，苯乙烯转化率最高，采用廉价原料合成的TS－1催化苯乙烯氧化制得的苯甲醛不含氯，可用于食品工业。     

苯乙烯-马来酸酐交替共聚物合成及表征

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,甲苯为溶剂,采用溶液沉淀聚合工艺合成了苯乙烯-马来酸酐共聚物,并详细考察了聚合温度、引发剂用量、单体配比及聚合时间对聚合反应的影响.结果表明在温度80℃、引发剂用量0.7%、苯乙烯与马来酸酐配比1:1、时间2 h的条件下,聚合物收率可达96.6%.用13C NMR、IR、GPC、元素分...     

新的交替共聚高分子4-叔丁氧羰氧基-3-三甲硅基苯乙烯砜的合成和表征

一个新的单体 4-叔丁氧羰氧基 - 3-三甲硅基苯乙烯已以较高的产率被合成 (经过七步反应 ,其总产率为 5 0 .1%以上 )。该单体的均聚物和与二氧化硫的交替共聚物已通过自由基聚合反应被分别制备。聚合物的热分解过程已被提出 ,而由它们形成的包含有硫盐的薄膜的光化学反应过程也通过 IR和 U V进行了研究     

溶胶-凝胶法制备有机/无机复合膜的研究

直接从无定型二氧化硅出发,研究了与乙二醇、氢氧化钾反应,生成高反应活性的五配位硅钾化合物,再与2-氯乙醇反应制备双羟基四配位硅化合物,然后通过溶胶-凝胶法制备了双羟基四配位硅/聚乙烯醇复合膜,并分析了膜的热性能,发现改性PVA复合膜的热性能有所降低;但膜的透明性和韧性基本没变;说明四配位硅水解后得到的硅醇基与PVA中的羟基发生了缩合作用.     

P(St-EA-VTMS)的合成及聚合反应动力学研究

为了提高苯乙烯（St）-丙烯酸乙酯（EA）共聚物的热性能,以St、EA和乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）为单体,十二烷基硫酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚为复合乳化剂,通过乳液聚合法制备了含有机硅氧烷的共聚物。用红外光谱仪和热重分析仪对共聚物进行了表征。探讨了反应温度以及引发剂、乳化剂和VTMS浓度对乳液共聚合反应速率的影响。结果表明红外谱图中1096cm^-1处Si—O—Si键的吸收峰说明VTMS成功的与St、EA发生了共聚合反应;共聚物分子链中的硅氧烷水解产生的硅醇发生自缩合反应,从而使聚合物由线型结构变成交联的网状结构,因此提高了共聚物的热稳定性;升高反应温度、增大引发剂或乳化剂浓度以及降低VTMS浓度都可以提高聚合反应速率;得到了聚合反应活化能和动力学方程。     

溶胶一凝胶法制备有机／无机复合膜的研究

直接从无定型二氧化硅出发，研究了与乙二醇、氢氧化钾反应，生成高反应活性的五配位硅钾化合物，再与2—氯乙醇反应制备双羟基四配位硅化合物，然后通过溶胶—凝胶法制备了双羟基四配位硅／聚乙烯醇复合膜，并分析了膜的热性能，发现改性PVA复合膜的热性能有所降低；但膜的透明性和韧性基本没变；说明四配位硅水解后得到的硅醇基与PVA中的羟基发生了缩合作用。     

含磷酰胆碱基团的聚合单体的新合成方法

目的研究在无水条件下,含磷酰胆碱(PC)基团的聚合单体的新合成方法。方法以三氯氧磷、氯化胆碱和甲基丙烯酸-2-羟乙基酯(HEMA)为原料,合成含PC基团的聚合单体-2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)。然后,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂引发MPC与甲基丙烯酸丁酯(BMA)共聚,通过改变单体的投料比,合成一系列含PC基团的共聚物:聚(2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱-共-甲基丙烯酸丁酯)P(MPCc-o-BMA)s。结果完成了单体MPC和共聚物P(MPCc-o-BMA)s的合成。结合元素分析,FT-IR,1H NMR和热分析,证实了活性单体二氯磷酰胆碱的结构并通过确定共聚物的含氮量确定了单体MPC的结构。结论设计的合成路线能够完成预想的高分子单体和共聚物合成。     

功能性水性氟硅聚合物的制备

在反应温度为85~90°C,反应时间为3.5~4 h,催化剂含量(质量百分数)为反应物总量的0.005%~0.01%以及无溶剂的条件下,采用硅氢加成法将烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、含氟单体及硅烷偶联剂与低含氢硅油进行接枝共聚,成功地制备了一系列有机氟硅聚合物。通过控制聚合物的投料比,可以通过自乳化法制备得到水性氟硅聚合物乳液。采用红外光谱和透射电子显微镜对有关产物和乳液进行了结构分析,系统地研究了乳液流变性、表面张力等性能,结果表明:w=0.020的水性氟硅水分散物的表面张力降低至20.0~26.0 N/m;从流变曲线可以看出结构对其粘度的影响;偶联剂的引入,对表观粘度及流变性有比较大的影响。     

二氧化锡／多孔硅／硅的吸附特性

研究了二氧化锡／多孔硅／硅（ＳｎＯ＿２／ＰＳ／Ｓｉ）的光伏谱和吸附性质，由分析光伏谱得出在ＳｎＯ＿２／ＰＳ／Ｓｉ之间存在着二个异质结：一个是ＳｎＯ＿２／ＰＳ异质结；另一个是ＰＳ／Ｓｉ异质结，当样品吸附ＣＯ气体后，光电压明显减少，实验结果表明，利用光电压的变化可以检测ＣＯ等有害气体．本文对新气体敏感材料ＳｎＯ＿２／ＰＳ／Ｓｉ的有关气体吸附机制进行了讨论．     

Polycrystalline Silicon Gettered by Porous Silicon and Heavy Phosphorous Diffusion

The biggest barrier for photovoltaic (PV) utilization is its high cost, so the key for scale PV utilization is to further decrease the cost of solar cells. One way to improve the efficiency, and therefore lower the cost, is to increase the minority carrier lifetime by controlling the material defects. The main defects in grain boundaries of polycrystaUine silicon gettered by porous silicon and heavy phosphorous diffusion have been studied. The porous silicon was formed on the two surfaces of wafers by chemical etching. Phosphorous was then diffused into the wafers at high temperature (900℃). After the porous silicon and diffusion layers were removed, the minority carrier lifetime was measured by photo-conductor decay. The results show that the lifetime‘s minority carriers are increased greatly after such treatment.     

崛起的绿色农业硅谷--济南市农业高新技术开发区调查

当漫步走过绿色长堤放眼远眺:绿草如织、繁花似锦、花园式牧场……这般诡谲的景色入目,我们的内心便不免惊呼,我们的心绪便被这景象所撩拨……济南市农业高新技术开发区,为我们创造了一种如歌、如梦、如画的境界。他们着手于绿色科技,开发绿色农业,自1994年5月开工建设以来,现已完成投资14亿元,连同原畜牧基地的先期投入,区内总投资达14.5亿元左右。在生活中缔造我们一度憧景的完美……     

晶体硅太阳电池的氮化硅表面钝化研究

为了提高晶体硅太阳电池的光电转换效率，研究了用等离子增强化学气相沉积（PECVD）的SiNx：H作为晶体硅太阳电池的表面钝化及减反射膜对电池性能的影响，并采用不同的工艺路线制备了不同类型的电池。实验发现：同SiNx：H比较，SiNx:H/SiO2双层光学减反射结构对晶体硅太阳电池能起到更加有效的表面钝化作用，提高了太阳电池的光电转换效率。基于界面物理，提出了一种新的能带模型，解释了用不同实验方法制作的晶体硅太阳池性能的差异。     

氧化多孔硅和纳米硅粒镶嵌氧化硅光致发光机制模型

关于纳米硅／氧化硅系统的光致发光(PL)机制，有很多争议．该系统包括氧化多孔硅(PS)和用化学气相沉积、溅射或硅离子注入氧化硅等方法形成的纳米硅粒(NSP)镶嵌氧化硅．提出二种PL竞争机制：量子限制(QC)过程和量子限制-发光中心(QCLC)过程．两个过程中光激发都发生在NSP中，光发射在QC过程是发生在NSP中，而在QCLC过程是发生在与NSP相邻的氧化硅中的发光中心上．对两种过程的几率大小进行比较．哪一过程对PL起主要作用，取决于俘获截面、发光效率、发光中心密度和NSP的尺寸．对于一个有固定的俘获截面、发光效率和LC密度的纳米硅／氧化硅系统，LC密度越高，NSP尺寸越大，越有利于QCLC过程超过QC过程，反之亦然．对于固定的发光中心参数，NSP尺寸有一个临界值，当NSP的最可几尺寸大于临界值，QCLC2过程主导发光，当NSP的最可几尺寸小于临界值时，QC过程主导发光，当NSP大小接近临界值时，Qc与QCLC都要考虑在内．利用这个模型讨论了一些已报导的纳米硅／氧化硅系统PL的实验结果．     

界面二氧化硅层对二极管辅助硅基磁电阻效应影响的研究

本文制备了二极管辅助的晶体硅磁阻(magnetoresistance,MR)器件,研究了界面二氧化硅层的磁阻放大作用及器件在硅基磁电子器件中的可能应用.通过有与无二氧化硅层的实验对比,发现引入二氧化硅层后器件的磁阻在室温和1.2T磁场下达到了527%,磁阻性能提升了76%以上.通过对无磁场作用下伏安特性的测量,证明了氧化硅层的引入增加了界面电阻,通过等效电路分析,对相关机理进行了讨论.这项工作将为硅基磁电子器件的可能应用提供一种新的方法.     

多孔硅的发光

用电化学腐蚀的方法成功地制备出多孔硅系列样品,这种材料具有室温下肉眼可见的红色发光。波段分布在550-900nm之间的带状光谱,半宽度为0.31eV,峰值波长位于700nm附近。随着测量温度的升高,发光峰位兰移,发光强度随温度的变化呈指数变化规律。实验结果表明,多孔硅的发光是局域在量子线上激子的辐射复合。     

硅射频金氧半导体效应晶体管

世界范围内蜂窝网络的迅速扩大掀起了电讯系统的革命。从模拟射频技术到数字射频技术的转换使得利用现有的频谱、视频业务量的持续增加，进而导致了基于文本信息、图形甚至流式视频数字传送的持续增加。数字网络的开发要求电讯系统向多载流子射频功率放大器迁移。     

柔性衬底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池

报道了对柔性村底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究结果.首先采用等离子体化学气相沉积(PECVD)方法在不锈钢柔性衬底上制备了微晶硅太阳电池,发现合适的硅烷浓度和引入Ag/ZnO背反射镜可提高微晶硅太阳电池的性能,使之作为叠层太阳电池的底电池.然后将不同厚度的硅基p+/n+隧穿结应用于非晶硅/微晶硅叠层太阳电池,分析了其对太阳电池电学和光学特性的影响,发现p+层厚度增加后,电池的开路电压提高,短路电流密度减小;随着n+层厚度的变化,电池的短路电流密度和填充因子均存在最佳值.获得了光电转换效率为11.26%(AM1.5,1000W/m2)的不锈钢柔性衬底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池.并进行了大面积化工作,在不锈钢衬底和聚酰亚胺衬底上分别获得了光电转换效率为5.89%(25cm2,AMO,1353W/m2)和5.82%(4cm2,AMO,1353W/m2)的叠层太阳电池.