卟啉-蒽醌分子内光敏电子转移及其光电转换特性研究

人工模拟光合作用引起了人们越来越浓厚的兴趣。随着各种现代光谱手段的发展,科学家们已基本搞清了植物及细菌体内光合作用的关键步骤为光敏电子转移,即叶绿素分子受光照激发后,其第一单重激发态将电子传给周围的醌酮分子.为了更有效地模拟光合作用,实     

超微粒光电转换薄膜的实验研究

目前世界上通用的激光脉冲检测的光电发射材料基本上有两类。一类是含有碱金属的光电发射薄膜,如:Ag-O-Cs、Cs_3Sb、[Cs]Na_2KSb等;Gex等的论文谈到半透明的Ag-O-Cs光电阴极是唯一可用于研究宽度不到10ps、波长为1.06μm的激光脉冲的光电阴极。另一类是纯金属的薄膜,如Au、Ag等。前一类光电发射薄膜虽然光电灵敏度较高,但不能在温度150℃以上的环境中工作,也不能暴露于大气中,如暴露大气,则光电薄膜就会报废。这些不足给使用造成极大的困难,甚至某些场合无法使用。而纯金属的Au、Ag薄膜虽然可以暴露大气,也     

联吡啶钌络合物敏化钠晶多孔TiO_2薄膜电极光电性能研究

用有机光敏染料敏化半导体电极,拓展其光谱响应,可以改进宽禁带半导体的光电转换性能。近来,Graetzel研究联吡啶钉络合物敏化纳晶多孔TiO_2薄膜,使光电转换效率大大提高,进一步证明这是提高半导体光电性能的一个非常有效的措施。联吡啶钌络合物有较强的可见光吸收,其氧化态稳定性高,是一种理想敏化剂。为设计、发展新型有机光敏体系、进一步提高敏化效果,本文研究联吡啶钌的空间结构因素和纳晶多孔TiO_2薄膜电极的表面处理改性对其敏化性能的影响。     

硅基-钙钛矿叠层太阳能电池的光管理策略

硅基-钙钛矿叠层太阳能电池的研究进展迅速,两端叠层器件的最高效率在短短几年内就达到了29.8%,有效解决了硅太阳能电池效率受限于肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)极限而难以大幅度提升的问题.两端硅基-钙钛矿叠层器件的主要结构是由宽带隙的钙钛矿顶电池和窄带隙的硅基底电池组成,其中顶电池吸收高能光子,底电池吸收低能光子,达到扩大光吸收范围的作用.然而,由于硅基-钙钛矿叠层器件功能层多且器件结构较为复杂,光吸收过程中会产生多种吸光损失,光吸收的分配不合理也会导致无法充分利用入射的光子以达到最佳的器件效率.可靠的光管理策略是改善上述问题的有效方法,一方面通过钙钛矿的带隙调控等方式,对顶电池和底电池进行合理的光吸收分配,可以有效促进子电池间的电流匹配.另一方面,通过选择合适的功能层、构建陷光结构等方法有效减少寄生吸收、反射以及透射损失,提高入射光利用率,最终提高整体叠层器件的效率.本文首先介绍了光吸收损失的主要形式,然后从钙钛矿顶电池和硅基底电池两方面的光管理策略入手,总结分析目前领域内关于提高光吸收范围、优化光吸收分配、抑制光吸收损失等方面的研究工作进展,最后对目前仍然存在的...     

柔性薄膜太阳能电池

太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一,但已足够可观。据测算,大约40分钟照射在地球上的太阳能,足以供全球人类一年能量的消费。目前世界太阳能发电能力已超过100GW,光伏产业的迅猛发展为柔性薄膜太阳能电池提供了巨大的发展机遇。柔性电池可折叠、重量轻和不易碎的新特性,还为其拓展了丰富多样的应用领域。     

车削中进给方向毛刺形态转换的研究

毛刺是金属切削加工中产生的常见现象之一.它不但降低了工件的加工精度,也增大了加工成本,成为制约精密加工和自动化加工技术发展的主要因素之一.近年来,工业发达国家的机械工程专家和学者相继开始对金属切削毛刺的生成机理及去除技术进行研究,取得了一些重要成果,但到目前为止,关于毛刺形态转换的研究尚不多见.而搞清毛刺形态的转换条件是实现有效地控制毛刺的关键.为此,本研究以切削实验为基础,对车削加工中进给方向毛刺形态的转换规律进行系统的研究.1 进给方向毛刺的基本形态金属切削中产生的毛刺与切削过程紧密相连.按照切削运动——刀具切削刃毛刺分类体系,金属切削加工中产生的毛刺可以分为两侧方向毛刺、进给方向毛刺和切削方向毛刺.     

金属/聚合物界面的形成、电子结构与化学变化

金属/聚合物界面是聚合物发光二极管和聚合物太阳能电池的核心部件,研究和理解这些界面的特点将有助于更好地对界面进行优化和提高器件性能.本文综述了利用光电子能谱技术研究金属/聚合物界面的主要进展,包括界面的电子结构、电荷转移、化学反应、界面扩散以及氧在界面处的聚集行为等,这些研究成果的获得对相关器件的设计与优化具有重要意义.目前,尚需更细致的工作来阐明金属/共轭聚合物界面的形成机制,并从理论上指导相关界面的制备过程与工艺.     

碳纳米管宏观体的光-电转换研究取得新进展

基于碳纳米管的优异性能(可控的半导体性能、可调的禁带宽度和高的载流子迁移率),清华大学机械系王昆林研究小组开展了碳纳米管太阳能电池的研究.初步研究结果显示,采用双壁碳纳米管薄膜为转换材料,制成的太阳能电池的开路电压达0.5V,短路电流达14mA/cm2,太阳能转换效率达1.3%.尽管转换效率仍很低,但正如审稿人所指出     

熔态金属镓无序体系的结构研究

长期以来,由于实验测试和数据分析上的困难,对液态物质的性质和结构研究未能象研究晶态和非晶态固体物质那样有相应的发展。已发表的有关液态物质性质和结构的研究工作较少,至今对固—液相变的微观机理及液态金属和化合物的结构等许多问题仍不很清楚。液态是物质在自然界存在的主要形式之一,随着科学技术发展的需要,人们更为迫切地要求了解物质在液态时的结构和性质。研究液态物理中的问题愈来愈受到国内外的重视。液态物质的结构研究则是液态物理的一个关键问题。液态物质往往有很大的无序度,通常的结构测试手段难于得到有用的结构信息。由于X-ray absorption fine structure(XAFS)技术本身的特点,XAFS是研究无序体系结构很有效的方法,但目前研究液态物质取得的成果很少,主要有两方面的原因,一是要保持微米量级厚度的液态样品不漏光和不塌落较为困难;二是无序体系的XAFS数据分析需要选用适当的原子配位分布函数模型。本文用蒸发镀膜技术制备Ga样品,XAFS研究金属Ga从液氮温度一直到熔化为液态之后的结构变化。     

C60衍生物的光电导性能研究

设计合成了２个Ｃ６０衍生物（化合物１和２）。通过循环伏安法研究它们的氧化还原性质,并对这３个化合物掺杂ＰＶＫ体系进行光电导性能研究,测得了光致电荷衰减曲线,以探讨Ｃ６０衍生物的还原性与光电导性之间的关系。发现ＰＶＫ经富勒烯及其衍生物掺杂后,电荷产生效率有了很大的变化,而且不同的掺杂体系,电荷产生效率也有明显的差异,这与掺杂剂的还原性质的强弱是一致的,证明了富勒烯及其衍生物与ＰＶＫ之间在电荷转移过程     

纳米金属氢FCC结构的Kubo效应的量子理论研究

早在量子力学建立初期,H_2和H_2~ 团簇的研究就具有重要的科学意义。通过对H_2分子的定量研究揭示了化学键的本质并开创了现代化学键理论,而H_2~ 的精确解为直接考察量子化学中各种近似方法提供了依据。近年来,随着天体物理、空间技术和新材料技术的发展,特别是为满足研究高密度能源材料和高温超导材料的金属氢的需要,开展H_n和H_n~ (n>2)团簇的研究已势在必行,一方面,它是物理学的重要前沿领域,利用量子力学的新理论和新方法来研究H_n和H_n~ 可了解少数氢原子团簇的凝聚规律及如何过渡到大块材料,为材料设计提供依据,且不断完善和改进现有的处理凝聚态问题的理论方法,这种从原子分子层次出发来研究和设计新材料是当今材料科学发展的一大趋势;另一方面,特别是继芶清泉提出了金属氢的高压合成机理后,接着又提出了从H_n和H_n~ 团簇相互作用的定量计算与分析入手,进而研究金属氢的结构与性质的重要途径,该物理思想实际上把经超高压合成的金属氢视为由纳米级的氢原子团簇H_n组成,即金属氢是一种纳米金属材料。而一般纳米金属材料的一个重要性质是其电离能具有明显的Kubo效应,即纳米级的金属颗粒(或团簇)中很难增加或减少一个电子,因而这些超细颗粒或团簇具有强烈保持电中性的能力。过去我们用改进的排列     

非晶态金属形成过程中微观结构转变特性的模拟研究

众所周知,由液态急冷而成的非晶态金属具有许多优良的宏观性能,主要是由其特殊的微观结构组态决定的.因而对其非晶形成过程进行跟踪研究,以弄清其微观结构组态的变化特性,对于深入理解其结构与性能的关系,将具有重要的理论和实践意义.然而,在目前的实验条件下,要实现跟踪研究是难以完成的.随着计算机技术的飞速发展,已有可能将分子动力学方法运用于对液态金属的微观结构组态的瞬变过程进行物理图象十分清晰的模拟研究,并已取得了许多重要的研究成果.     

核壳结构α-Fe2O3@Zn2SnO4的水热法制备及光电性能

α-Fe2O3(带隙2.2eV)和Zn2SnO4(带隙3.6eV)两者都是廉价的光电材料,然而前者光生载流子复合效率较高,后者只有在紫外光区有光电响应.本文采用水热法制备了核壳结构的α-Fe2O3@Zn2SnO4复合材料,利用X射线衍射(XRD)、场发射电子扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)及表面光电压谱(SPS)等分析手段进行材料结构、形貌和性能表征.结果表明,该核壳结构复合材料的光电响应比单一组分光电响应的强度和范围都有明显的改善.该复合材料光电响应的改善,与水热法制备的α-Fe2O3@Zn2SnO4核壳结构有关.α-Fe2O3与Zn2SnO4复合后Fe2p的结合能变化明显这可能有利于光生载流子分离.     

牛金属硫蛋白基因的克隆及其组织结构的研究

金属硫蛋白(Metallothionein。简称MT)是广泛分布在动植物界的一组富含半胱氨酸的蛋白,能特异结合重金属,如镉、锌、汞和铜等。在生物体内,重金属离子可诱导MT基因的表达。1982年美国Palmiter等人首次成功地获得高效表达外源生长激素的“基因移植”     

硬磁性Nd60Al10Fe20Co10大块金属玻璃的磁畴结构

运用磁力显微镜对硬磁性Nd₆₀A_l10Fe₂₀Co₁₀大块金属玻璃(BMG)的磁畴结构进行了研究. 结果表明, 制备态材料中存在黑白磁斑相邻的微磁结构, 磁畴的平均尺度约为360 nm. 这种磁畴结构与Nd基BMG的硬磁性是紧密相关的. 由于BMG中存在的短程有序原子团簇的尺度只有几纳米量级, 因而磁力图上亚微米尺度的黑白磁斑是由大量的原子团簇在强烈的交换耦合作用下磁矩平行排列形成的. 而完全晶化的材料则呈顺磁性, 其磁力图上已无明显的磁反差, 但仍分布着一些间距较大的平均尺度为900 nm的低矫顽力铁磁晶态相.     

Mn(Ⅱ)-HSA和Mn(Ⅱ)-BSA金属中心的结构研究

我们曾研究了Cu(Ⅱ),Ni(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Cd(Ⅱ),Hg(Ⅱ)与HSA(Human serum albumin,人血清白蛋白)和BSA(Bovin serum alburmin,牛血清白蛋白)的相互作用,鉴于锰酶和锰蛋白在生物无机化学上的重要性,且迄今未见有关Mn(Ⅱ)与HSA和BSA相互作用的研究报道,本文在紫外区观察LMCT谱带,研究了1:1 Mn(Ⅱ)-HSA和Mn(Ⅱ)-BSA在生理pH下金属中心的结构.结果表明:浓度较低时,金属中心具有五配位的四方锥构型,浓度较高时则转变为四配位的四方平面构型;结合位置最可能位于HSA和BSA的N-端三肽段上,涉及四个含氮基团,第五个配位原子是Asp~1上的羧基氧.本文还计算并讨论了Mn(Ⅱ)及有关配位原子的光学电负性.     

Co纳米线阵列膜热处理前后的结构与磁性研究

在具有纳米级孔洞的多孔氧化铝模板上,用电化学方法成功地制备出钴纳米线有序阵列复合膜。分别用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、选区电子衍射（SAED）、X射线衍射仪和振动样品磁强计（VSM）对样品进行了测试表征。形貌和物相分析表明,模板中的Co纳米线均匀有序,彼此独立,相互平行,每根纳米线由一串微晶粒构成。Co纳米线属六方密堆积结构,有很好的结晶取向,晶体的C轴沿纳米线轴定向排列。热处理能优化Co纳米线的结晶取向。磁性研究显示,纳米线长到一定程度后,长度的增加不再影响它的矫顽力。纳米线短和纳米线长时,存在两种不同的磁化反转机制,对短纳米线,磁化反转机制为旋转型。在这种机制中,热处理导致矫顽力增大。对长纳米线,反磁化机制为畴壁位移。在这同制中,热处理引起矫顽力减小。微磁学计算模拟证明了它们的磁化反转机理。     

高比表面积Y2O3:Er3++TiO2 的制备及上转换发光特性研究

采用共沉淀法和sol-gel 法制备了Y₂O₃:Er³⁺, Y₂O₃:Er³⁺/Yb³⁺和Y₂O₃:Er³⁺+TiO₂ 三种样品.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积仪、紫外可见分光光度计及荧光光谱仪分析和测试了样品的表面形貌、比表面积、孔隙度、紫外可见吸收光谱和室温下的荧光光谱. SEM 和TEM 测试表明共沉淀法制备的样品发光离子分散性很好; sol-gel 法制备的Y₂O₃:Er³⁺+TiO₂ 表面分布着许多的介孔, 颗粒直径在10 nm 左右. 对3 种样品的孔径分布和表面积测试表明, Y₂O₃:Er³⁺和TiO₂ 复合后的性质不是两种物质性质的简单叠加, 其比表面积高达135.991 m²/g, 是纯Y₂O₃:Er³⁺的4.8 倍, 是纯Degussa P25 TiO₂ 的2.5 倍, 如此高的比表面积有利于提高TiO₂ 的光催化性能. 样品的荧光光谱显示其在388, 500 和570 nm 的可见光激发下分别对应在237, 395 和467 nm 处各有一个上转换发光峰.      

核壳结构α-Fe2O3@Zn2SnO4的水热法制备及光电性能

α-Fe₂O₃ (带隙2.2 eV) 和Zn₂SnO₄ (带隙3.6 eV)两者都是廉价的光电材料, 然而前者光生载流子复合效率较高, 后者只有在紫外光区有光电响应. 本文采用水热法制备了核壳结构的α-Fe₂O₃@Zn₂SnO₄复合材料, 利用X射线衍射(XRD)、场发射电子扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)及表面光电压谱(SPS)等分析手段进行材料结构、形貌和性能表征. 结果表明, 该核壳结构复合材料的光电响应比单一组分光电响应的强度和范围都有明显的改善. 该复合材料光电响应的改善, 与水热法制备的α-Fe₂O₃@Zn₂SnO₄核壳结构有关. α-Fe₂O₃与Zn₂SnO₄复合后Fe_2p的结合能变化明显, 这可能有利于光生载流子分离.     

钌取代的Keggin 结构多金属氧酸H6Ru(H2O)FeW11O39·18H2O 的合成、表征及性质

用分步酸化-分步加料-离子交换冷冻法合成了钌取代的多金属氧酸H₆Ru(H₂O)FeW₁₁O₃₉·18H₂O (配合物1), 用电感耦合等离子体光谱(ICP)、红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)和X 射线衍射(XRD)等手段对其进行了表征. 结果表明, 该配合物具有Keggin 结构. 用热重-差热分析(TG-DTA)和电化学阻抗谱法测定了所合成的多金属氧酸的热稳定性及质子导电性.