Key parameters of two typical intercalation reactions to prepare hybrid inorganic-organic perovskite films

A star hybrid inorganic-organic perovskite material selected as an outstanding absorbing layer in solar cells benefits from multiple preparation techniques and excellent photoelectric characteristics. Among numerous synthetic processes,uniform, compact, and multi-stack perovskite thin films can be manufactured using vacuum deposition. During sequential vacuum deposition, the penetration ability of the organic molecules cannot be effectively controlled. In addition, the relationship between the thickness of the inorganic seeding layer and the organic molecule concentration for optimized devices using an evaporation-solution method is unclear. In this work, we prepared high-quality perovskite films by effectively controlling the penetration ability and chemical quantity of organic methyl ammonium iodide by monitoring the evaporation pressure and time. Thus, a device efficiency of over 15% was achieved with an all-vacuum prepared perovskite film. For the evaporation-solution method, we reacted different thicknesses of inorganic lead iodine with various concentrations of the organic molecule solution. The inorganic layer thickness and organic molecule concentration showed a linear relationship to achieve an optimum perovskite film, and an empirical formula was obtained. This work noted the key parameters of two intercalation reactions to prepare perovskite films, which paves a way to deliver a device that enables multi-layered structures, such as tandem solar cells.     

基于硫氰酸亚铜的n-i-p型钙钛矿太阳电池界面能级匹配及稳定性的初步研究

宽带隙的无机空穴传输材料硫氰酸亚铜(CuSCN)具有低成本、高载流子迁移率、良好的稳定性,以及优异的光透过性等优点,是一种非常有潜力的空穴传输层材料.但是目前基于CuSCN空穴传输层的n-i-p型钙钛矿太阳电池(PSCs)的光电转换效率(PCE)比基于spiro-OMeTAD的电池效率低很多,其主要原因为电池的开路电压较低.本研究团队发现钙钛矿吸收层带隙对基于CuSCN的电池开路电压有较大的影响,本文分别制备了基于带隙为1.55 eV,1.60 eV以及1.65 eV的钙钛矿太阳电池,其中基于CuSCN的器件的效率分别为12.8;,14.4;,10.7;(基于spiro-OMeTAD的钙钛矿太阳电池效率分别为20.8;,19.1;和17.5;).通过研究发现1.60 eV带隙的钙钛矿能够与CuSCN空穴传输层(HTL)之间形成较好的界面能级匹配,获得最高的效率,电池的开路电压能够达到1.06 V,电池PCE为14.4;.更重要的是在相对湿度(RH)30;～40;的空气中,未封装的基于CuSCN HTL钙钛矿太阳电池经过120℃处理1 h后仍能够保持原来性能的92.4;,而基于spiro-OMeTAD HTL钙钛矿太阳电池只能保持原来性能的49.7;.这表明基于CuSCN的n-i-p型钙钛矿太阳电池具有良好的热稳定性,是制备稳定钙钛矿太阳电池的理想空穴传输材料之一.     

BEPCⅡ束流损失探测系统及其初步应用

束流寿命是衡量储存环性能的重要参数,它直接影响到储存环能否正常运行.采用束流损失探测系统通过探测束流损失的地点,可以为分析束损原因、优化机器参数和提高束流寿命提供依据.介绍了北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPC Ⅱ)束流损失探测系统的基本情况:前端束流损失探测器输出的脉冲信号送到下位机进行处理,通过CAN总线将所有的下位机连接到位于本地站的前端PC机,此PC机再通过以太网与中控室的PC机或工作站进行数据通讯,最终实现对束流损失的实时监测、数据存储,并能对历史数据进行处理,达到实时显示全环束损分布的目的.文章最后还简要介绍了整个系统在BEPC Ⅱ调束过程中的初步应用.     

激光波长对荧光激发谱分布影响研究

激光器是DNA测序仪中的重要部件,寻求合适波长的激光器可有效提高DNA测序仪性能。分析了DNA检测所用的四种荧光染料FAM、JOE、TAMRA和ROX的激发谱和发射谱,设计实验技术方案利用488nm、505nm和515nm三种不同波长的激光器分别对其进行激发。在相同的积分时间和相同的功率下,488nm激光器对于荧光染料ROX的激发强度太低,515nm激光器对于荧光染料FAM的激发强度太低,而505nm激光器对于四种荧光染料的激发强度均比较强。实验结果表明在三种不同波长中,505nm激光器对四种荧光染料的激发效果最佳,可以替代目前大多数DNA测序仪中的氩离子激光器。     

W掺杂ZnO透明导电薄膜的理论及实验研究

本文从理论与实验两方面入手, 对高价态差金属W掺杂ZnO (WZO) 薄膜材料的特性进行分析讨论. 采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法对WZO材料特性进行理论分析, 计算结果表明: W以替位形式掺入ZnO六角纤锌矿晶格结构中, 由于W-O键的键长较长引起晶格常数增加, 产生晶格畸变; 掺杂后费米能级进入导带, 其附近的导电电子主要由W 5d, O 2p及Zn 3d电子轨道提供, 材料表现出n型半导体的特性; 同时能带简并效应使其光学带隙展宽. 为进一步验证该理论分析结果的适用性, 本文采用脉冲直流磁控溅射技术进行了本征ZnO及WZO薄膜的实验研究, 结果表明: W掺入未改变ZnO的生长方式, 但引起薄膜的晶格常数增加, 电阻率由本征ZnO的1.35× 10^-2 Ω·cm减小到1.55× 10^-3 Ω·cm, 光学带隙由3.27 eV展宽到3.48 eV. 制备的WZO薄膜在400-1100 nm的平均透过率大于83%. 实验结果对理论计算结果进行了验证, 表明WZO薄膜作为透明导电薄膜的应用潜力.     

提高非晶硅/微晶硅叠层太阳电池光稳定性的研究

如何提高硅基薄膜太阳电池的光稳定性是硅基薄膜太阳电池研究和产业化过程中非常重要的问题. 为了提高非晶硅/微晶硅叠层电池的光稳定性, 本文首先给出了良好光稳定性非晶硅顶电池的结果, 然后重点研究了N/P隧穿结和微晶硅底电池本征层硅烷浓度梯度对叠层电池光稳定性的影响. 经过初步优化, 连续光照1000 h后非晶硅/微晶硅叠层电池的最小光致衰退率只有7%.     

响应面优化蒽酮-硫酸法测定水溶性沙棘叶多糖含量

采用水提醇沉法从沙棘叶中提取水溶性沙棘叶多糖(WPFH),通过响应面优化蒽酮-硫酸显色,用分光光度法测定沙棘叶水溶性多糖的总糖含量。通过单因素和响应面法确定了最佳蒽酮-硫酸显色条件:显色温度为100℃,蒽酮试剂的用量为3.54mL,显色时间为10.95min。测定波长620nm,葡萄糖质量浓度在6.67—160μg/mL范围内与吸光度呈良好的线性关系,r=0.9993。该方法简单可行,平均回收率为100.36%,RSD为2.75%。精制WPFH换算因子f为1.266。     

4种香豆素类化合物的结构和荧光光谱

采用量子化学中密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法在6-311G基组下对4种香豆紊类化合物进行了构型优化,经振动分析,未出现虚频率。在此基础上用单激发态组态相互作用(CIS)方法在相同水平下分别计算了4种化合物气相的荧光光谱,所得计算值与实验值基本吻合。     

BEPCII丝靶束流截面测量系统

To monitor the beam profile at the end of the linac non-destructively, a wire scanner as a new diagnostic instrument was designed, manufactured and installed in 2007. Since then, several measurements have been carried out using this device. This paper describes the whole system of the wire scanner and the testing results.     

水合物藏降压开采实验及数值模拟

建立了降压法开采水合物藏数学模型,考虑了气-水-水合物-冰相多相渗流、水合物相变及分解动力学过程、冰-水相变、热传导、对流过程、渗透率变化等对于水合物分解的影响。三维水合物藏模拟表明:在开采前期阶段,可采用降压法,但随着储层能量消耗,产气速度下降很快,需转变开采方式。分析了一些主要参数,如孔隙度、渗透率、饱和度、压力等对水合物开采的影响。