Tailoring of Bandgap and Spin-Orbit Splitting in ZrSe2 with Low Substitution of Ti for Zr

Tuning the bandgap in layered transition metal dichalcogenides（TMDCs） is crucial for their versatile applications in many fields. The ternary formation is a viable method to tune the bandgap as well as other intrinsic properties of TMDCs, because the multi-elemental characteristics provide additional tunability at the atomic level and advantageously alter the physical properties of TMDCs. Herein, ternary Ti_xZr_1-xSe₂ single crystals were synthesized using the chem...     

一锅法合成四芳基吡咯并[3,2-b]吡咯空穴传输材料及其在无掺杂倒置钙钛矿太阳电池的应用

本文采用一锅法合成了四芳基吡咯并[3,2-b]吡咯有机空穴输运材料(D41、D42、D43和D44),制备出无掺杂的倒置型平面钙钛矿太阳电池. 材料D41的芳环上含有甲基,具有供体-π-给体-π-供体结构;而D42、D43和D44具有受体-π-给体-π-受体结构,其中,芳环上分别含有氰基、氟和三氟甲基. 研究表明,芳环上取代基对其分子表面电荷分布和空穴输运层薄膜形貌有显著影响,钙钛矿晶体颗粒的大小与空穴输运材料分子结构有关,含有氰基的材料D42最有利于形成较大的钙钛矿晶粒,这主要是由于吡咯并[3,2-b]吡咯结构具有丰富的电子性质的缘故. D42制备的倒置型平面钙钛矿太阳电池光电转换效率为17.3%,在黑暗条件下22天后,仍保留了初始效率的55%. 吡咯并[3,2-b]吡咯结构具有良好的给电子特性,可作为高效钙钛矿薄膜的空穴传输材料.     

软段含羧基的水性聚氨酯物性研究

合成了单官能团小分子物质封端的软硬段皆含羧基的脂环族水性聚氨酯(PU),研究了反离子种类、固含量、外加小分子盐/酸、pH值对水性PU的粘度、粒径、CMC和电导率的影响,同时,比较了不同软段分子量水性PU分散液pH临界值和CMC的差异.实验结果表明,随固含量升高,PU分散液体系粘度增大,当固含量为30wt%时,粘度比固含量20wt%的体系粘度增大约20倍;随小分子盐NaCl的加入,PU分散液电粘滞效应逐渐消失,电导率呈现先减小后增大的趋势,随NaCl的加入/软段分子量提高,PU分散体系的CMC值减小,钙离子对PU粒子扩散双电层的破坏作用更加明显.随pH值的增大,PU分散液体系粒径减小,电导率则升高,随软段分子量提高,pH临界值增大,PU分散体对外加小分子酸存在缓冲作用.     

双峰聚合物分子刷的层化机理

建立了用于模拟双峰聚合物分子刷相结构的自洽场理论. 模拟结果表明, 良溶剂条件能够促使双峰聚合物分子刷裂分为内外两个亚分子层, 其中短链居于内分子层, 而长链伸展到外分子层. 体系溶解性的加强不仅使聚合物的密度分布逐渐趋近强分凝理论的解析结果, 而且加大了分子链的伸展和链段的局部取向程度. 分子链接枝密度的增加能够促使分子刷的层化, 并且在良溶剂区域, 不同接枝密度的分子链密度分布可以回归到同一条主线. 在良溶剂条件下, 长链的聚合度对短链的密度分布影响不大, 但能够导致长链向外分子层扩展.     

关联染料敏化太阳能电池薄膜厚度与光伏性能的漂移-扩散数值模拟

建立漂移-扩散模型来模拟敏化电池的电荷分离过程.该模型能够计算在稳态和非稳态条件下光生电子的多步受限扩散及其与电子受体的复合反应.通过对电池的电流-电压曲线的数值模拟,优化了电池的薄膜厚度并获得了最大的光电转换效率.发现膜厚的增加降低了电荷收集效率,但有利于提高电子注入流率,光电流的输出正是受控于这两个因素.复合速率常数严重影响了膜厚优化的结果.较厚的薄膜适合于电子复合被充分抑制的电池,而较薄的薄膜有利于降低快复合电池的电子复合损失.在开路条件下,膜厚的提高会减小电子浓度,在造成光电压的降低的同时会提高电子寿命.     

2种三聚茚基三芳胺染料的合成及其光伏性能

以三聚茚基三芳胺为给电子单元,以绕单宁-3-乙酸为受电子单元,设计合成了2种三聚茚基三芳胺染料六乙基三聚茚胺饶丹宁乙酸(MXD8)和六乙基三聚茚胺环氧噻吩饶丹宁乙酸(MXD9)。 光学测试表明,该类染料光谱响应范围宽,摩尔吸光系数高。 结合2种染料的紫外-可见光谱和循环伏安曲线,确定了染料的电子基态和激发态能级位置。 结果表明,2种染料的能级位置符合染料敏化太阳能电池的要求。 将它们用作染料敏化太阳能电池中的光敏化剂,在AM1.5-100×10-3 W/cm2的光强下,MXD8敏化电池的开路电压(VOC)为614 mV,短路电流密度(JSC)为5.76×10-3 A/cm2,填充因子(FF)为0.66,总光电转换效率为2.33%。 尽管MXD9引入3,4乙撑二氧噻吩作为共轭桥,其光电转换效率却较MXD8低（1.27%）。 阻抗测试表明,MXD9光电转换效率较低的原因主要是电子更容易复合。 该结果表明,电子复合可能与分子共轭体系增大导致极化率增加有关。     

基于遗传算法的全息光栅逆向优化设计

光栅是单色仪的核心器件,光栅的像差校正能力对单色仪性能有着决定性作用.本文研究了基于光线追迹点列图数值分析的遗传算法实现,建立了针对全息光栅成像质量的评价函数,并利用遗传算法实现了全息光栅的优化设计.结果表明,利用遗传算法可以简化求解过程,降低最优参量的误差,并克服局部极值的问题,明显优于阻尼最小二乘法.     

大气环境中CCl3O与NO及NO2反应机理的理论研究

采用量子化学方法研究了CCl3O与NO及NO2反应机理.计算结果表明CCl3O+NO反应的主要产物为CCl2O+ClNO;次要产物为CCl2O+ClON.CCl3O+NO2反应的主要产物为CCl3ONO2和CCl2O+ClNO2.通过对反应机理的研究可以更好的理解CCl3O的大气化学行为.     

含二级供电基团的三苯胺类光敏染料合成及太阳能电池中的应用

以N,N-二甲基苯胺作为二级给电子单元,合成两种具有不同长度共轭链的三苯胺类光敏染料XS19和XS22.研究了它们的光物理与光电化学性质,并将它们用作TiO2纳米晶电极的光敏化剂引入太阳电池,结果表明,N,N-二甲基苯胺的引入能够抑制染料敏化太阳能电池中的电子复合,提高电池的光电转换效率.XS22表现出更好的光伏性能,...     

低能区衍射限储存环同步辐射的应用浅析

在科学技术新需求的推动下,同步辐射光源持续往前发展。目前,同步辐射装置发展已历经三代,正处于第四代同步辐射光源蓬勃发展阶段。基于衍射极限储存环的同步辐射装置是第四代同步辐射光源的典型代表之一。第四代同步辐射光源主要发展趋势是进一步减小电子束流发射度,使光源具有极好的横向相干性,以及产生圆截面辐射的能力。如果束流发射度降至光学衍射极限“辐射波长/4π”,其亮度比第三代同步辐射光源高2个数量级。这种同步辐射光源在性能上发生的质的飞跃,将给同步辐射实验技术带来实质性的突破,从而给前沿科学技术研究和现代产业发展带来全新的机遇。从国际同步辐射发展趋势入手,首先介绍低能区衍射限储存环光源的特色和性能,然后介绍其带来的同步辐射实验技术的进步,并浅析低能区衍射限储存环光源在材料科学、能源科学、生命科学和环境科学上的应用,以及其带来的产业机遇。最后,总结和展望了低能区衍射限储存环光源带来的技术突破和潜在的应用前景。