碳纳米纤维负载Co3S4复合材料的合成及其在染料敏化太阳电池对电极的应用

采用水热法合成四硫化三钴（Co₃S₄）催化材料,并利用球磨和喷涂技术将其制备成对电极,结合新型无碘电解液Co²⁺/Co³⁺用于染料敏化太阳电池（dye-sensitized solar cells,简称DSCs）来研究其光电性能。测试结果显示,基于Co₃S₄对电极,DSCs的能量转化效率（power conversion efficiency,简称PCE）只有6.06%,远远低于Pt对电极（8.05%）。为了提高Co₃S₄的催化能力,采用静电纺丝技术制备碳纳米纤维（electrospun carbon nanofibers,简称ECs）,结合水热法制备出不同负载量的碳纳米纤维负载四硫化三钴（Co₃S₄/ECs）复合催化材料用于对电极,结果表明,Co₃S₄/ECs的PCE最高可达（8.22±0.08）%,优于Pt对电极。     

基于反射和透射光谱的氢化非晶硅薄膜厚度及光学常量计算

采用紫外-可见透射光谱仪测量了对靶磁控溅射沉积法制备的氢化非晶硅( a-Si:H)薄膜的透射光谱和反射光谱.利用T/(1-R)方法来确定薄膜的吸收系数,进而得到薄膜的消光系数;通过拟合薄膜透射光谱干涉极大值和极小值的包络线采确定薄膜折射率和厚度的初始值,并利用干涉极值公式进一步优化薄膜的厚度值和折射率;利用柯西公式对得...     

Eu掺杂ZnO薄膜光学性能的研究

采用射频磁控溅射技术在硅衬底上制备了ZnO∶Eu3+薄膜,利用X射线衍射仪和荧光光谱仪对样品的微观结构及光学性能进行了表征。结果表明:ZnO∶Eu3+薄膜具有六角纤锌矿结构;在基质激子的激发下,ZnO∶Eu3+有很强的Eu红光特征发射且强度随着ZnO缺陷的增加而增加,激发光谱中出现ZnO的带间激发与纯Eu2O3的直接激发光谱,证明了ZnO和Eu3+之间存在能量转移;荧光衰减谱也进一步证明Eu3+依赖ZnO缺陷的能量转移过程,Eu3+的衰减时间随着ZnO缺陷的衰减时间的变化而变化,促进能量传递的一个有效的方法就是在ZnO基质中确定一个合适的缺陷中心。     

氧掺入对纳米硅薄膜微结构及能带特性的影响

采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制备了富硅氧化硅薄膜,利用XRD衍射仪,傅里叶变换红外透射光谱仪以及紫外-可见光分光光度计分析了氧掺入对薄膜微观结构以及能带特性的影响。结果表明,随着氧掺入比(CO₂/SiH₄)的增加,薄膜晶粒尺寸减小,晶化度降低,纳米硅(nc-Si)表面的张应力先增加后减小。红外吸收谱分析表明,氧掺入比增加导致薄膜内氧含量增高,富氧Si—O键合密度增加,富硅Si—O键合密度降低。同时,薄膜结构因子减小,有序度增大,薄膜微观结构得到改善。当氧掺入比大于0.08时,薄膜结构因子增大,有序度降低。此外,氧掺入增加导致薄膜带隙不断增加,带尾宽度呈现先减小后增大的趋势。因此,通过氧掺入可以调节纳米硅薄膜微观结构及能带特性,氧掺入比为0.08时,薄膜具有高晶化度和较宽的带隙,微观结构得到有效改善,可用作薄膜太阳能电池的本征层。     

活性层优化对有机小分子太阳能电池的影响

首先制备了给体(AlPcCl)和受体(C70)比例为1∶1的电池器件并采用不同的温度对电池进行退火处理,发现在120℃的温度下退火电池器件的性能最好,器件的转换效率从2.28;提高到2.47;,增加了8.3;.为进一步优化电池器件的性能,制备了在相同的活性层厚度下不同的给受体比例的电池器件,发现在给受体的厚度之比为1∶5时器件性能最好,电池开路电压为0.8V,短路电流为10.21 mA/cm2,填充因子为46.04;,转换效率为3.71;.     

茶叶及其组份的红外光谱研究

采用光学方法针对四种茶叶及其四种主要组份在800～3800 cm-1中红外"指纹"特征区域的光谱进行系统研究,采集了不同产地的碧螺春和铁观音以及决定茶叶品质的主要成份中咖啡因、谷氨酸和表儿茶素和花青素类物质的中红外光谱.通过建立模型对各特征光谱进行主成份拟合分析了茶叶品种、产地差异与各主要成份含量的关系.结果表明,不同茶叶之间的差异可表现在其主成份相对含量上:对于不同种类茶叶的碧螺春和铁观音,差异主要表现在茶叶有效成份的含量不同,前者中的各组份含量相对较低;对于不同产地的同种茶叶,差异主要表现在咖啡因和表儿茶素的相对含量不同,其中原产地茶叶中含量相对较高.此研究为利用光学方法对茶叶的种类和品质实现快速检测提供重要参考.     

阴极缓冲层PVP的插入对聚合物太阳能电池性能的影响

研究了聚乙烯吡络烷酮(PVP)作为阴极缓冲层对P3HT/PCBM基聚合物太阳能电池光电性能的影响.PVP分别溶于二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、乙二醇乙醚、丙酮等不同溶剂中,研究了其旋涂过程及其对活性层薄膜的影响.结果表明:PVP作为P3HT∶ PCBM的阴极缓冲层,由于其产生的自集聚效应使活性层与阴极之间形成良好的欧姆接触,有利于电子的传输.当在活性层上面旋涂溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)的聚乙烯吡络烷酮(PVP)的溶液时,聚合物太阳能电池的开路电压Voc为0.57 V,短路电流为Jsc为10.9 mA/cm2,填充因子FF为62;,能量转换效率PCE为3.95;.与未加阴极缓冲层PVP的标准电池器件效率(2.62;)相比,效率提高了50;.     

新型阴极缓冲层对聚合物太阳能电池性能的影响

研究了引入有机小分子尿素(urea)作为阴极缓冲层的以P3HT∶ PCBM为活性层的体异质结聚合物太阳能电池(BHJ-PSCs).通过溶液旋涂法制备尿素层,并且以不同的旋涂速度得到不同厚度的尿素.在模拟的标准太阳光(100 mW/cm2)照射下,以3000 r/min的转速旋涂尿素得到的器件取得了9.15mA/cm2的短路电流密度,此时对应的能量转换效率较不加尿素层时的效率提高了20;,由2.8;增加到3.36;.原子力显微镜的测试表明,尿素层的引入改善了有机层和Al电极的接触.暗态J-V曲线的研究以及外量子效率的分析说明尿素层的引入抑制了载流子的复合,促进了载流子的传输与收集.尿素分子中氧原子上的孤对电子和Al发生强烈的化学反应,有效保护了活性层免受蒸镀的Al原子因注入带来的破坏,这种保护行为减少了载流子的复合,提高了器件的性能.     

锯齿波频率对介质阻挡放电光谱特性的影响

采用微间隙平行平板介质阻挡放电(DBD)装置,以氩气作为工作气体,研究了锯齿波激励下DBD的放电图像、发光信号、发射光谱与锯齿波频率的关系。研究发现随锯齿波频率增加,DBD会从均匀模式(低于10 kHz),经历微放电丝与均匀放电共存,并最终过渡到微放电丝占据全部的电极区(频率高于35 kHz)。外加电压和发光波形表明,锯齿波频率较低时的均匀放电对应高占空比的阶梯放电。随频率增大,出现微放电丝后,发光波形呈现多脉冲形式,且电压半周期中的发光脉冲个数随着锯齿波频率的增大而减小。当锯齿波频率高于35 kHz时,每半个电压周期的发光脉冲个数减小为一个(单脉冲放电)。通过对放电的发射光谱进行研究,发现发射光谱中包含氮分子的第二正带系(C3Π_u→B3Π_u),OH(A2Σ+→X2Π)和ArI的特征谱线。研究表明OH(308.8 nm)和ArI(750.4 nm)的谱线强度均随锯齿波频率的增大而增大。     

SrBPO_5:Dy~(3+)荧光粉的制备及光谱性能研究

通过高温固相法制备了用于紫外激发的系列SrBPO_5:Dy~(3+)荧光粉,并对样品进行了XRD分析和发光性能测试。结果表明,合成样品为单一相的SrBPO_5材料;在388 nm紫外光激发下,样品的发射光谱包括485和575 nm两个发射峰。研究了Dy~(3+)浓度,Mg~(2+)加入量,烧结温度以及电荷补偿剂对发射光谱的影响。当Dy~(3+)掺杂摩尔浓度为4 mol%时发光强度最强;随着Mg~(2+)的加入量的增加B/Y峰的强度比不断增加;最佳烧结温度为1 100℃;Na~+作为电荷补偿剂效果最佳。该荧光粉有较强的黄色发射峰,可以增强UV激发的白光LED的黄光成分从而提高其穿透雾霾的能力。