钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池:光学模拟的研究进展

近几年,钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池发展迅速,效率已经从13.7%提升到29.1%.由于叠层电池器件的制作工艺复杂,而叠层太阳电池中的光学损失对转换效率的影响很大,所以通过光学模拟进而获得高效电池至关重要.本文首先从商业软件和自建模型两方面概述了光学模拟的方法,接着从反射损失和寄生吸收两方面针对光学模拟研究进展进行了总结和分析,最后指出了叠层电池光学模拟过程中需要注意的问题.钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的转换效率极限最高可达40%,具备很大的提升空间,结合模拟工作的研究,叠层电池的发展将会取得更大的进步.     

光谱法研究盐酸麻黄碱及盐酸伪麻黄碱与人血清白蛋白的键合

在模拟人体生理条件下,采用紫外光谱法、荧光光谱法和同步荧光光谱法研究盐酸麻黄碱及盐酸伪麻黄碱与人血清白蛋白(HSA)的结合作用.实验表明:盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱对HSA的荧光猝灭机制均为静态猝灭,盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱与HSA均形成1∶1复合物,结合常数K分别为2.53×104 L·mol-1和2.02×104 L...     

三种查尔酮类化合物与人血清白蛋白相互作用及其构效关系研究

在模拟人体生理条件下,采用紫外光谱法、荧光光谱法和同步荧光光谱法研究查尔酮、4′-甲氧基查尔酮和4′-氯查尔酮与人血清白蛋白(HSA)的相互作用及其构效关系。实验表明:三种查尔酮类化合物对HSA的荧光猝灭机制主要为静态猝灭,与HSA均形成1∶1复合物,结合常数K分别为2.50×104、0.697×104和0.277×104 L.moL-1,结合距离r分别为3.78、3.93和4.25nm,其作用力均以氢键和范德华力为主。查尔酮类化合物中取代基的不同对其与HSA的结合产生影响,其作用力大小依次为查尔酮>4′-甲氧基查尔酮>4′-氯查尔酮。     

超声作用下稀土离子对纳米TiO2与牛血清白蛋白相互作用的影响

在模拟人体生理条件下,采用紫外光谱法、荧光光谱法和聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)研究了超声作用下三种稀土离子(La3+、Gd3+、Yb3+)存在的不同体系中,纳米TiO2与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用.结果表明:在超声作用下,不同体系中纳米TiO2均导致BSA的内源荧光猝灭,其猝灭机制主要为静态猝灭和非辐射能量转移;凝胶电泳结果表明,不同体系中的纳米TiO2均未对BSA的结构造成明显的损伤,由热力学数据确定其作用力主要为氢键和范德华力.稀土离子的存在使纳米TiO2与BSA的结合常数、结合距离和热力学参数发生改变,但结合位点数和作用力类型基本不变.稀土离子对纳米TiO2与BSA的结合产生明显的"四分组效应",它们分别以"离子架桥"和"同位取代"方式参与纳米TiO2与BSA的结合过程.     

降低表面等离子激元寄生吸收损失的途径研究

从纳米Ag颗粒表面等离子激元光学及表面高能电场特性两方面入手,较为系统地研究了周围介质的导电特性对表面等离子激元的影响.通过对复合薄膜紫外-可见-近红外光谱及表面增强拉曼散射光谱的分析,指出绝缘性的Al₂O₃介质薄膜能够起到良好的表面电场定域效果,且不会引入附加的光吸收损失;而导电性的ITO薄膜则会引入表面价电子的溢出损失,加速了表面电场的衰逝,同时引起长波方向上显著的光吸收损失.研究还表明致密的Al₂O₃介质薄膜能够起到良好的屏蔽作用,且纳米Ag颗粒表面等离子激元特性仅受最近邻材料特性的影响.研究结果为在硅基薄膜太阳电池中实现对纳米Ag颗粒的阻挡、寄生光吸收损失的降低以及表面高能电场的利用,提供了一条有效的解决途径.     

磁控溅射技术室温生长氢化ZnO∶Ga薄膜及其特性研究

采用直流脉冲磁控溅射方法,在室温下生长氢化Ga掺杂ZnO薄膜(GZO/H),并通过湿法后腐蚀技术获得绒面结构.研究了室温下H2流量对薄膜结构、光电性能及表面形貌的影响.实验表明,氢化GZO(GZO/H)薄膜具有良好的(002)晶面择优取向生长,引入适当流量的H2可以有效提高薄膜的电学特性,GZO/H薄膜具有更低的电阻率以及较高的迁移率和载流子浓度.当通入H2流量为6 sccm时,薄膜电阻率为6.8 ×10-4 Ω·cm,Hall迁移率达34.2 cm2/Ⅴ·s,制备的GZO/H薄膜可见光区域平均透过率优于85％.此外,研究了H2流量对湿法腐蚀后绒面GZO/H薄膜表面形貌的影响,提出了一种薄膜绒面结构形成过程模型.     

Al2O3薄膜/纳米Ag颗粒复合结构的光吸收谱及增强Raman散射光谱研究

Al₂O₃介质薄膜与纳米Ag颗粒构成的复合结构,被应用于表面增强Raman散射探测实验中,其中Al₂O₃介质薄膜对纳米Ag颗粒的吸收谱及增强Raman散射光谱的影响被特别关注.该复合结构的光学特性表征出纳米Ag颗粒的偶极振荡特性.从光吸收谱中可以看到,其共振吸收谱随Al₂O₃介质薄膜厚度增加而在整个谱域上发生红移,表明纳米Ag颗粒的周围介电常数随Al₂O₃介质薄膜厚度的增加而增大.采用罗丹明6G作为探针原子,6个Raman特征峰的平均增益值作为表征表面增强Raman散射衬底增益程度的量度.实验结果表明,Al₂O₃介质薄膜层的引入提高了纳米Ag颗粒的衬底介电常数,并引起了散射共振的增强,从而使表面增强Raman散射强度提高.     

Influence of local environment on the intensity of the localized surface plasmon polariton of Ag nanoparticles

A combined Ag nanoparticle with an insulating or conductive layer structure has been designed for molecular detection using surface enhanced Raman scattering microscopy.Optical absorption studies revealed localized surface plasmon resonance,which shows regular red shift with increasing environmental dielectric constant.With the combined structure of surface enhanced Raman scattering substrates and rhodamine 6G as a test molecule,the results in this paper show that the absorption has a linear relationship with the local electromagnetic field for insulating substrates,and the electrical property of the substrate has a non-negligible effect on the intensity of the local electromagnetic field and hence the Raman enhancement.     

钙钛矿电池纳米陷光结构的研究进展

随着材料性能的不断提升,近年来纳米陷光结构在钙钛矿电池中的应用受到越来越多的关注.纳米陷光结构的引入可以改变光子在电池中的传输路径以及被电池吸收的光子能量.将纳米陷光结构用于钙钛矿电池中的不同界面可以不同程度地增加电池对光的吸收,最终提升电池效率.如何有效地应用陷光结构是进一步提升钙钛矿电池转换效率的关键问题之一.本文从阐述具有不同纳米陷光结构的钙钛矿电池性能出发,对不同结构进行了对比与总结,并分析了其中的优势与劣势.     

甲基乙酸铵及氯苯在有机-无机卤化铅钙钛矿 结晶过程中的协同作用

通过在钙钛矿前驱溶液中加入甲基乙酸铵(MAAc)并结合氯苯(CB)反溶剂工艺制备了MAPbI3及MA1-x FAx PbI3混合阳离子钙钛矿薄膜,并系统研究了其在薄膜结晶过程中的协同作用.发现MAAc可以诱导MAPbI3晶体在(112)/(200)而非(110)方向上的晶化,且CB反溶剂处理可以进一步促进MAPbI3(112)/(200)的晶化;在MA1-x FAx PbI3混合阳离子钙钛矿体系中则同时存在(110)和(112)/(200)结晶取向,且(110)取向上的结晶比例随FA+含量的增加而提高,CB反溶剂处理将促进晶粒在(110)取向上的生长.最终通过工艺优化,在前驱溶液中加入16;的MAAc并利用CB反溶剂工艺,实现了效率为～17.5;且无明显迟滞现象的MA0.9 FA0.1 PbI3钙钛矿太阳电池.