Performance enhancement of ZnO nanowires/PbS quantum dot depleted bulk heterojunction solar cells with an ultrathin Al_2O_3 interlayer

Depleted bulk heterojunction(DBH)PbS quantum dot solar cells(QDSCs),appearing with boosted short-circuit current density(J_(sc)),represent the great potential of solar radiation utilization,but suffer from the problem of increased interfacial charge recombination and reduced open-circuit voltage(V_(oc)).Herein,we report that an insertion of ultrathin Al_2O_3 layer(ca.1.2 A thickness)at the interface of ZnO nanowires(NWs)and Pb S quantum dots(QDs)could remarkably improve the performance of DBH-QDSCs fabricated from them,i.e.,an increase of V_(oc) from 449 mV to 572 mV,Jsc from21.90 mA/cm~2 to 23.98 mA/cm~2,and power conversion efficiency(PCE)from 4.29% to 6.11%.Such an improvement of device performance is ascribed to the significant reduction of the interfacial charge recombination rate,as evidenced by the light intensity dependence on Jsc and Voc,the prolonged electron lifetime,the lowered trap density,and the enlarged recombination activation energy.The present research therefore provides an effective interfacial engineering means to improving the overall performance of DBH-QDSCs,which might also be effective to other types of optoelectronic devices with large interface area.     

基于YAG∶Ce~(3+)荧光材料的中子管靶点表征方法

为实现伴随粒子中子管研究中的小靶点表征,设计了一种基于YAG∶Ce材料的模块化荧光靶体,给出了一种靶点实时监视与测量的方法。利用该方法实现了伴随粒子中子管最小4 mm直径靶点的实验工作。研究中在可更换的荧光靶面上经过激光雕刻阵列化后,能够分辨毫米级甚至亚毫米级的靶点大小。经过长时间高能离子束轰击后的YAG∶Ce材料靶面能够持续发光,未见性能下降,证明YAG∶Ce材料具有良好的耐辐照性能。     

量子尺寸氧化锌微粒的制备与表征

用胶体化学方法制备了两种粒径分别为３ｎｍ（Ｐ１）和５ｎｍ（Ｐ２）的纤锌矿型氧化锌纳米微粒。利用多种表征手段对颗粒结构与光电性质进行表征。两种微粒吸收谱带呈现不同程度的蓝移。表面光电压谱与热重分析研究表明,因制备条件不同,两种颗粒表面性质存在很大差异。并结合制备条件对颗粒表面性质进行了分析。     

量子尺寸氧化锌颗粒的表面光电压谱研究

氧化锌是极少数几个可以实现量子尺寸效应的氧化物半导体材料[1 ] .传统上 ,这种材料广泛用于陶瓷、压电传感器、催化剂以及发光器件等领域 .随着量子尺寸氧化锌颗粒制备工艺日臻成熟 ,这类材料的应用进一步拓展到光电转换 [2 ] 、光催化[3] 以及化学传感器 [4] 领域 .而在这些领域中的应用都与颗粒的表面性质密切相关 .本工作中制备了两种不同粒径的氧化锌纳米微粒 ,利用表面光电压谱以及电场诱导表面光电压谱对颗粒的表面性质进行了研究 ,并对颗粒的表面态进行了具体指认 .1　实验部分氧化锌纳米微粒参照文献 [5 ,6 ]方法制备 .将 5 .49g…     

Sn4+掺杂对TiO2纳米颗粒膜光催化降解苯酚活性的影响

金属离子掺杂能改善TiO2纳米微粒光催化活性,在光降解大气和水污染物的研究中,已引起人们的重视[1,2].实验证明,掺杂物的浓度、掺杂离子的分布、掺杂能级与TiO2能带匹配程度、掺杂离子d电子的组态、电荷的转移和复合等因素对催化剂的光催化活性有直接影响[3].Kamat等[4]曾利用TiO2颗粒与SnO2颗粒混合制膜,使光催化剂活性得到提高.但Sn4+掺杂TiO2用于光催化剂尚少见报道.本文采用等离子体化学气相沉积法(PECVD)[5]制备了Sn4+离子掺杂的TiO2纳米颗粒膜催化剂(TiO2-Sn),考察了其对苯酚的光催化降解活性,讨论了Sn4+离子的掺杂方式及光催化活性提高的机理.     

云母表面金纳米颗粒单层膜的制备

近年来 ,随着纳米科技的兴起 ,纳米尺度的金颗粒以其独特的光学和电学性质在许多领域表现出潜在的应用价值 ,引起人们浓厚的研究兴趣 .金纳米颗粒单层膜在表面增强拉曼基底及纳米刻蚀等方面有着广泛的应用 [1,2 ] .以往人们多用双官能团硅烷化试剂对硅氧化物基底 ,如玻璃和石英等进行表面修饰 ,获得氨基、巯基或氰基等修饰的表面 ,再利用金纳米颗粒与上述功能团之间的化学相互作用 ,来制备金纳米颗粒单层膜 [3,4 ] .Fig.1　 Crystal structure of muscovite mica云母为层状结构的硅铝酸钾 (晶体结构示于图 1 ) ,表层为 0 0 0 1晶面 ,K+ 离…     

TiO2纳米粒子膜的表面态性质对光催化活性的影响

TiO2纳米粒子膜催化剂光催化降解大气和水中污染物,具有广泛的应用前景,成为重点研究的课题之一[1～3].膜的晶体结构、能带结构、表面微结构和光生载流子过程等是决定催化剂光催化活性重要的因素.研究这些性质能够为研制和开发高效催化剂提供理论依据.本文采用等离子体化学气相沉积法(PECVD)[4]制备TiO2纳米粒子膜,分别用TiCl4等离子体和O2等离子体处理膜表面,制出两种不同表面性质的TiO2纳米粒子膜,测定其表面性质和降解苯酚的光催化活性,分析和讨论了膜表面物种、表面态能级对光催化活性的影响.     

预处理对TiO2表面超亲水性的影响

在高湿度环境下,应用紫外光辐射对溶胶 凝胶TiO₂ 薄膜预处理,经过预处理的薄膜烧结后具有快速光致高度亲水特性和良好的光催化活性.超亲水的薄膜能够吸附大量的酸性品红,在光照下薄膜将吸附的酸性品红逐渐降解掉.     

石墨烯薄膜的光化学还原制备与表征

采用光化学还原方法制备了图案化的石墨烯薄膜.研究了光还原氧化石墨烯薄膜(PRGO)的热稳定性和发光性质.热重分析(TGA)结果表明,光化学还原主要引起氧化石墨烯(GO)氧化基团的减少,而对GO内水含量影响较小;发光(PL)测试结果表明,不同激发条件下,PRGO的发光与GO相比表现出了不同的变化规律:在波长514 nm的光激发下,PRGO的发光强度比GO明显降低,同时伴随着发光峰峰位红移;而在波长830 nm的光激发下,PRGO的发光强度比GO略有增强,并且发光峰峰位无明显变化,此结果表明不同尺寸的碳团簇局域态(sp2C团簇)的光还原反应活性不同,这与GO特殊的能带结构密切相关.     

乙二铵多钼酸盐NH3CH2CH2NH3Mo3O10@4.4H2O的合成及其光致变色性质研究

利用乙二胺阳离子为模板,采用温和的反应条件制备出一种新的光致变色化合物NH3CH2CH2NH3Mo3O10·4.4H2O,经过元素分析、热重以及光谱测定,证明该化合物的无机骨架为(Mo3O10)∞^2-无穷长链。乙二胺阳离子通过氢键等超分子作用与无机骨架相连。实验发现该化合物具有良好的光致变色性能,与真空蒸镀MoO3不同的是,经紫外光照后,此化合物由白色变为红棕色,EXAFS(扩展X射线精细结构)研究结果表明紫外光照后,质子从乙二铵阳离子转移到Mo-O^-为其可能的机理。