基于BiFeO_3/ITO复合膜表面钝化的黑硅太阳电池性能研究

采用金属银辅助化学刻蚀法在制绒的硅片表面刻蚀纳米孔形成微纳米双层结构,以期获得高吸收率的太阳能电池用黑硅材料.鉴于微纳米结构会在晶硅表面引入大量的载流子复合中心,利用磁控溅射技术在黑硅太阳电池表面制备了BiFeO_3/ITO复合膜,并对其表面性能和优化效果进行了探索.实验制备的具有微纳米双层结构的黑硅纳米线长约180—320 nm,在300—1000 nm波长范围内入射光反射率均在5%以下.沉积BiFeO_3/ITO复合薄膜后的黑硅太阳能电池反射率略有提高,但仍然具有较强的光吸收性能;采用BiFeO_3/ITO复合膜的黑硅太阳能电池开路电压和短路电流密度分别由最初的0.61 V和28.42 mA/cm~2提升至0.68 V和34.57 mA/cm~2,相应电池的光电转化效率由13.3%上升至16.8%.电池综合性能的改善主要是因为沉积BiFeO_3/ITO复合膜提高了电池光生载流子的有效分离,从而增强了黑硅太阳电池短波区域的光谱响应,表明具有自发极化性能的BiFeO_3薄膜对黑硅太阳能电池的表面性能可起到较好的优化作用.     

Sn类钙钛矿太阳电池薄膜的掺杂改性研究

采用一步法分别制备了Sn类CH3NH3Sn I3和Pb类CH3NH3Pb I3钙钛矿太阳电池薄膜材料,并对其表面形貌、微观结构、吸收光谱和电池器件性能进行了表征和测试。研究结果表明:Sn类钙钛矿材料的吸收光谱相对于Pb类钙钛矿材料发生了明显的红移,吸收截止波长从800 nm上升到950 nm左右,光学带隙由1.45 e V降低至1.21 e V左右;Sn类钙钛矿材料的光谱吸收范围明显扩大,但吸收强度有所降低,相应太阳电池器件的光电转换效率也明显低于Pb类钙钛矿太阳电池,分别为2.05%和6.71%。而Br的掺杂可使Sn类钙钛矿材料带隙变宽,吸收光子能量增大,电池器件的开路电压也相应提高。当Br含量由0增加至完全替代I时,Sn类钙钛矿材料逐渐由黑褐色转变为黄色,光学带隙增大至1.95 e V,但吸收截止波长由950 nm降低至650nm。值得提及的是当Br含量为0.5时,电池器件的光电转换效率可由最初的2.05%提升至2.94%。     

太阳电池用YVO_4∶Eu~(3+)下转换材料的掺杂改性研究

为进一步提高YVO_4材料的下转换发光性能,在改进后的溶胶-凝胶法制备的YVO_4∶Eu~(3+)中,通过掺入Bi~(3+)来拓宽其在紫外波段的光谱吸收并提高其发光强度,通过掺入P~(5+)达到以PO_4~(3-)部分取代VO_4~(3-)来改善YVO_4∶Eu~(3+)的光输出稳定性及温度猝灭特性的目的。研究表明,掺入的Bi~(3+)和P~(5+)可成功取代YVO_4晶格中的Y~(3+)和V~(5+)。当Bi~(3+)掺入量较少时,样品仍然为四方晶系,Bi~(3+)较好地取代了Y~(3+)的晶格位置,形成单相的晶体结构。而在掺入少量的P~(5+)之后,YVO_4与YPO_4之间形成了均匀的固溶体。在350 nm激发光源作用下,当Bi~(3+)和P5+掺杂摩尔分数分别为0.04和0.10时,发光强度达到最大,特别是YV0.90P0.10O4∶0.05Eu~(3+)在619 nm处的发光强度要比YVO_4∶0.05Eu~(3+)的发光强度增大1.9倍。     

酶促缩聚和原子转移自由基聚合法合成AB型两亲性嵌段共聚物

Novozyme-435催化10-羟基癸酸进行自缩聚反应得到线性聚酯, 端基分别是羟基(—OH)和羧基(—COOH), 在三乙胺催化下, 分别用α-溴代丙酰溴和三甲基氯硅烷(TMSCL)进行端基官能化生成一个单官能度的大分子引发剂, 在CuCl/2,2'-联吡啶(bpy)催化体系中, 引发甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)的原子转移自由基反应(ATRP), 得到聚(10-羟基癸酸酯)/聚甲基丙烯酸环氧丙酯(PHDA-b-PGMA) AB 型两亲性嵌段共聚物, 其结构及分子量(分布)通过核磁共振和凝胶渗透色谱(GPC)确证. 此AB型两亲性嵌段共聚物在水溶液中能自组装形成纳米粒子, 用原子力显微镜(AFM)观察粒子的形状和大小.     

利用酶促开环聚合和原子转移自由基聚合方法合成AB型嵌段共聚物

我们用端基官能化方法实现两种聚合反应的结合, 成功地制备了AB型双嵌段共聚物PCL-b-PSt和BAB型三嵌段共聚物PSt-b-PCL-b-PSt. 本文利用上述方法, 将酶促开环聚合和原子转移自由基聚合有机地结合起来, 合成了AB型嵌段共聚物-聚己内酯/聚甲基丙烯酸环氧丙酯(PCL-b-PGMA. 此嵌段共聚物具有良好的生物相容性, 在现代生物领域具有广泛的应用前景.