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.     

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.     

磁性碳纳米管提取-液相色谱-质谱法测定水中3种苯丙胺类毒品

取六水合三氯化铁(FeCl_3·6H_2O)4.70g和四水合二氯化铁(FeCl_2·4H_2O)1.72g,溶于80℃水280mL中,加入羧基化多壁碳纳米管(c-MWCNTs)2.00g,在磁力搅拌下加入氨水(28+72)溶液15mL,在80℃搅拌30min。静置,弃去溶液,用水清洗黑色沉积物3次,弃去洗液。将黑色沉淀物置于80℃烘箱干燥过夜,制得磁性碳纳米管复合材料(Fe_3O_4@c-MWCNTs)。将所制备的磁性材料应用于水样中3种苯丙胺类毒品的分离富集,3种苯丙胺类毒品(甲基苯丙胺、3,4-亚甲二氧基苯丙胺和甲卡西酮)的最佳分析条件:取水样5.0mL,用1.0mol·L~(-1) NaOH溶液0.1mL调节其pH为12;加入磁性材料10.0mg,在80kHz超声提取1min,静置2min后,用强磁铁在容器外壁对磁性材料吸附,弃去水溶液,用水2mL洗涤磁性材料,再次用磁铁吸附并弃去洗液。在吸附了分析物的磁性材料中,用甲醇(每次0.3mL)在80kHz条件下超声洗脱2次(每次1min)。收集并合并2次所得洗脱液,氮吹至干,加入甲醇0.1mL溶解残渣,经滤膜过滤后按选定条件进行液相色谱-质谱分析。分离时用Hypurity C_(18)色谱柱作为分离柱,用甲醇和5mmol·L~(-1)乙酸-乙酸铵缓冲溶液(pH 4.0),以体积比为80∶20作为流动相进行等度洗脱。质谱中选择电喷雾离子源和选择反应监测模式。上述3种苯丙胺类毒品的线性范围均在0.2～40.0μg·L~(-1)之间,检出限(3S/N)依次为0.015,0.018,0.020μg·L~(-1)。测定值的相对标准偏差(n=5)在4.0%～5.8%之间。     

Key parameters of two typical intercalation reactions to prepare hybrid inorganic-organic perovskite films

A star hybrid inorganic-organic perovskite material selected as an outstanding absorbing layer in solar cells benefits from multiple preparation techniques and excellent photoelectric characteristics. Among numerous synthetic processes,uniform, compact, and multi-stack perovskite thin films can be manufactured using vacuum deposition. During sequential vacuum deposition, the penetration ability of the organic molecules cannot be effectively controlled. In addition, the relationship between the thickness of the inorganic seeding layer and the organic molecule concentration for optimized devices using an evaporation-solution method is unclear. In this work, we prepared high-quality perovskite films by effectively controlling the penetration ability and chemical quantity of organic methyl ammonium iodide by monitoring the evaporation pressure and time. Thus, a device efficiency of over 15% was achieved with an all-vacuum prepared perovskite film. For the evaporation-solution method, we reacted different thicknesses of inorganic lead iodine with various concentrations of the organic molecule solution. The inorganic layer thickness and organic molecule concentration showed a linear relationship to achieve an optimum perovskite film, and an empirical formula was obtained. This work noted the key parameters of two intercalation reactions to prepare perovskite films, which paves a way to deliver a device that enables multi-layered structures, such as tandem solar cells.     

基于硫氰酸亚铜的n-i-p型钙钛矿太阳电池界面能级匹配及稳定性的初步研究

宽带隙的无机空穴传输材料硫氰酸亚铜(CuSCN)具有低成本、高载流子迁移率、良好的稳定性,以及优异的光透过性等优点,是一种非常有潜力的空穴传输层材料.但是目前基于CuSCN空穴传输层的n-i-p型钙钛矿太阳电池(PSCs)的光电转换效率(PCE)比基于spiro-OMeTAD的电池效率低很多,其主要原因为电池的开路电压较低.本研究团队发现钙钛矿吸收层带隙对基于CuSCN的电池开路电压有较大的影响,本文分别制备了基于带隙为1.55 eV,1.60 eV以及1.65 eV的钙钛矿太阳电池,其中基于CuSCN的器件的效率分别为12.8;,14.4;,10.7;(基于spiro-OMeTAD的钙钛矿太阳电池效率分别为20.8;,19.1;和17.5;).通过研究发现1.60 eV带隙的钙钛矿能够与CuSCN空穴传输层(HTL)之间形成较好的界面能级匹配,获得最高的效率,电池的开路电压能够达到1.06 V,电池PCE为14.4;.更重要的是在相对湿度(RH)30;～40;的空气中,未封装的基于CuSCN HTL钙钛矿太阳电池经过120℃处理1 h后仍能够保持原来性能的92.4;,而基于spiro-OMeTAD HTL钙钛矿太阳电池只能保持原来性能的49.7;.这表明基于CuSCN的n-i-p型钙钛矿太阳电池具有良好的热稳定性,是制备稳定钙钛矿太阳电池的理想空穴传输材料之一.     

钙钛矿太阳电池外量子效率模拟与优化

使用拟合(FAPbI3)1-x(MAPbBr3)x钙钛矿太阳电池器件每层材料的透射、反射曲线的方式获取材料真实光学常数以进行外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)模拟,所得结果与实际测得EQE曲线相比误差低于1;.由此分析了器件中各层薄膜材料的光学损失并针对器件中透明导电电极、电子传输层以及钙钛矿吸收层进行厚度优化,掌握了透明电极、电子传输层和钙钛矿吸收层对器件性能的影响规律.该模拟研究可有效减少实验量,为快速获得高性能器件提供了一定的指导.     

液液提取-固相萃取-气相色谱法测定牛肉中蝇毒磷残留量的研究

建立了液液提取-固相萃取-气相色谱火焰光度法(LLE-SPE-GC-FPD)测定牛肉中蝇毒磷的残留量.优化了气相色谱分离条件,研究了样品基质对蝇毒磷测定的影响,考察了Florisil固相萃取小柱和ODS固相萃取小柱的萃取效果,并选择乙酸乙酯为洗脱剂,考察了液-液提取和固相萃取的回收率.将该方法用于牛肉中蝇毒磷的测定,其检出限为0.02 μg/mL,回收率高于83%,相对标准偏差13.7%.使用气相色谱质谱仪(GC-MS)对样品中的蝇毒磷进行定性分析,其特征离子和相对丰度为362(100)、226(55)和210(40).     

蓝宝石整流罩的研制现状与发展趋势

随着高马赫导弹的迅速发展,对整流罩的材料提出更苛刻的要求.蓝宝石由于高透过率、高强度和抗热冲击能力等一系列优良的综合性能,已成为高马赫导弹透明整流罩比较理想的选择.多年来,高成本成为阻止蓝宝石整流罩广泛应用的主要障碍,怎样降低蓝宝石整流罩的成本已经成为世界各国一个比较难的课题.本文综述了制备蓝宝石整流罩的三个主要研究方向,并指出未来的发展趋势.     

原子层沉积二氧化钛薄膜对钙钛矿太阳电池性能的影响

电子传输层是钙钛矿太阳电池的重要组成部分.采用原子层沉积的方法制备二氧化钛薄膜,并将其作为电子传输层制备了平面钙钛矿太阳电池.系统研究了二氧化钛薄膜厚度和退火温度对钙钛矿太阳电池性能的影响.研究结果表明,TiO2的沉积速率约为0.41 ?/cycle,13 nm左右的二氧化钛薄膜能够获得较好的电池性能;后期退火改善了TiO2薄膜的光学和电学性能,但是退火产生的微小裂纹限制了电池的性能,因此,选择90 ℃退火条件下制 备的二氧化钛.最终利用原子层沉积制备的TiO2得到了17.1;的电池效率.     

一步沉积法中溴基钙钛矿薄膜的优化及应用

溴基钙钛矿太阳电池因其工艺简单、高开压的特性,可在叠层太阳电池、彩色的显示设备和光伏建筑一体化等多方面进行应用而引起人们关注.此文首先研究了一步沉积法中不同溶质前驱体溶液对钙钛矿薄膜形貌和结晶的影响.在优化前驱体溶质条件下,通过加入适量醋酸铵获得均一致密、较大晶粒尺寸、具有择优取向的高质量钙钛矿薄膜,且提高了材料的疏水特性.以Spiro-OMeTAD作为空穴传输层制备器件获得最高1.42 V开路电压、5.87;的电池效率,并在30 d后仍保持89;的效率.