制备二氧化钛分枝纳米棒阵列结构以提高聚合物杂化太阳电池的性能

分别采用一步水热法和两步水热法在导电玻璃(FTO)上制备了二氧化钛(TiO₂)纳米棒(NR)阵列和TiO₂分枝纳米棒(B-NR)阵列。 利用低温化学浴沉积法(CBD)在TiO₂纳米棒阵列(NRA)和TiO₂分枝纳米棒阵列(B-NRA)基底上沉积Sb₂S₃纳米粒子(NPs)。 接着分别旋涂聚-3已基噻吩(P3HT)和2,2'7,7'-四-(二甲氧基二苯胺)螺芴(Spiro-OMeTAD)组装成TiO₂(NRA)/Sb₂S₃/P3HT/Spiro-OMeTAD和TiO₂(B-NRA)/Sb₂S₃/P3HT/ Spiro-OMeTAD为光活性层的杂化太阳电池。 结果表明,由TiO₂(NRA)/Sb₂S₃/P3HT/Spiro-OMeTAD复合膜结构组装的杂化太阳电池的光电转换效率(PCE)是2.92%,而由TiO₂(B-NRA)/Sb₂S₃/P3HT/Spiro-OMeTAD复合膜结构组装的杂化太阳电池的PCE提高到了4.67%。     

ZnO纳米管有序阵列与Cu2O纳米晶核壳结构的光电化学性能及全固态纳米结构太阳电池研究简

采用电化学方法在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃基底上制备了高度有序的ZnO纳米管阵列,然后在ZnO纳米管阵列上电化学沉积Cu2O纳米晶颗粒,获得了一维有序Cu2O/ZnO核壳式纳米阵列结构,通过控制Cu2O纳米晶的沉积电量得到不同厚度的Cu2O壳层,并对该核壳式纳米阵列的形貌和结构进行了分析. 以Cu2O/ZnO一维核壳式纳米阵列结构为光电极组装全固态纳米结构太阳电池,研究了Cu2O壳层厚度对光电极光吸收性能、光电性能以及组装电池光伏性能的影响,优化了电池中对电极材料的喷金厚度. 结果表明,以Cu2O沉积电量为1.5 C的Cu2O/ZnO为光活性层,以4 mA电流下真空镀金20~25 min的铜基底为对电极组装的简易太阳电池最高可获得0.013%的光电转换效率.     

铽与苯乙酮酸、2,2''''-联吡啶、1,10-菲口罗啉、三苯基氧膦铽三元配合物的合成、结构表征及荧光性能的研究

以硝酸铽、苯乙酮酸（HL）, 2, 2＇-联吡啶（dipy）、 1, 10-菲啰啉（phen）和三苯基氧膦（TPPO）合成了TbL3dipy（H2O）2, TbL3phen（H2O）2和TbL2（TPPO）2NO3 3种新型固态配合物. 用元素分析、电导率、红外光谱和核磁共振谱对其进行了表征, 确定了配合物的组成. IR表明, 配合物中羧酸根可能以单齿方式配位. 1HNMR显示, 苯乙酮酸根配位后苯环上5个氢原子的化学位移移向高场. 室温下测定了配合物的荧光激发光谱, TbL3dipy（H2O）2, TbL3phen（H2O）2和TbL2（TPPO）2NO3最佳激发波长分别为361.0, 359.0和367.0 nm;分别以最佳激发波长测定了配合物的发射光谱, 配合物TbL3dipy（H2O）2, TbL3phen（H2O）2 和TbL2（TPPO）2NO3显示Tb3＋离子的特征发射光谱, TbL3dipy（H2O）2和TbL3phen（H2O）2均产生四条谱带, 分别归属于^5D4-^7Fj（j= 6, 5,4,3）能级跃迁（TbL3dipy（H2O）2： 489.0, 545.0, 584.0, 620.0 nm;TbL3phen（H2O）2： 490.0, 544.0, 583.0, 620.0 nm）;但在相同测定条件下, TbL2（TPPO）2NO3仅显示5D4-7F5（544.0 nm）能级跃迁光谱. 3种配合物中TbL3dipy（H2O）2发光强度最高.     

Oscillation of coercivity between positive and negative in MnxGe1-x：H ferromagnetic semiconductor films

Amorphous MnxGe1-x :H ferromagnetic semiconductor films prepared in mixed Ar with 20% H2 by magnetron cosputtering show global ferromagnetism with positive coercivity at low temperatures. With increasing temperature, the coercivity of MnxGe1-x :H films first changes from positive to negative, and then back to positive again, which was not found in the corresponding MnxGe1-x and other ferromagnetic semiconductors before. For Mn0.4Ge0.6 :H film, the inverted Hall loop is also observed at 30 K, which is consistent with the negative coercivity. The negative coercivity is explained by the antiferromagnetic exchange coupling between the H-rich ferromagnetic regions separated by the H-poor non-ferromagnetic spacers. Hydrogenation is a useful method to tune the magnetic properties of MnxGe1-x films for the application in spintronics.     

Sb2S3纳米粒子修饰ZnO纳米片微纳分级结构的光电化学性能

采用恒电位方法,选择氯化钾和乙二胺(EDA)为添加剂,在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备了高度有序的ZnO纳米片阵列,通过二次电沉积得到了ZnO纳米片上生长纳米棒的微纳分级结构.利用化学浴沉积法在ZnO基底上沉积Sb₂S₃纳米粒子制备出了Sb₂S₃/ZnO纳米片壳核结构和Sb₂S₃/ZnO微纳分级壳核结构.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、瞬态光电流等对其形貌、结构组成和光电化学性能进行了表征和分析.结果表明, Sb₂S₃/ZnO纳米片上生长纳米棒分级壳核结构的光电流明显高于Sb₂S₃/ZnO纳米片壳核结构.在Sb₂S₃/ZnO纳米片壳核结构和Sb₂S₃/ZnO微纳分级壳核结构的基础上旋涂一层P3HT薄膜形成P3HT/Sb₂S₃/ZnO复合结构,以上述复合结构薄膜为光活性层组装成杂化太阳电池,其中, P3HT/Sb₂S₃/ZnO分级壳核结构杂化太阳电池的能量转换效率最高,达到了0.81%.     

P3HT与CdTe纳米枝晶p-n异质结敏化ZnO纳米管阵列的光电化学研究

采用电化学方法首先在ITO导电玻璃上制备了一维有序ZnO纳米管阵列,然后在ZnO纳米管阵列上采用电化学方法沉积纳米枝状CdTe,形成了纳米枝状CdTe包覆ZnO纳米管的CdTe@ZnO壳核式复合结构,最后在上述复合结构中旋涂一层P3HT薄膜形成P3HT包覆的P3HT@CdTe@ZnO复合薄膜. 以此复合薄膜为光活性层组装成半导体敏化太阳电池,研究了该类电池的光电转换性能,对该电池的工作原理进行初步研究,所得太阳电池能量转换效率最高达到1.38%.     

P3HT修饰一维有序壳核式CdS/ZnO纳米棒阵列复合膜的光电化学性能

采用电化学方法在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃上制备了高度有序的ZnO纳米棒阵列, 在ZnO纳米棒阵列上先后电化学沉积CdS纳米晶膜及聚3-己基噻吩(P3HT)薄膜得到P3HT修饰的一维有序壳核式CdS/ZnO纳米阵列结构, 并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、能量散射X射线(EDX)等表征手段证实了该结构的形成. 以此纳米结构薄膜为光阳极组装新型半导体敏化太阳电池, 研究了CdS纳米晶膜的厚度和P3HT薄膜的沉积对电池光伏性能的影响, 初步探讨了电荷在电池结构中的传输机理, 结果表明, CdS纳米晶膜和P3HT薄膜的沉积有效地拓宽了光阳极的光吸收范围, 实验中电池的光电转换效率最高达到1.08%.     

含双吸电子基团的三苯胺染料在太阳电池中的应用

合成了两种具有不同共轭链长度的双吸电子基团的三苯胺类染料TPAR3和TPAR6, 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, 与含有乙烯基共轭桥的染料TPAR3相比, 含有丁二烯基共轭桥的染料TPAR6在甲醇溶液和TiO2膜上的最大吸收均发生一定程度的红移和宽化; 但TPAR6表现出比TPAR3差的光电性能, 主要是因为前者更易发生顺反异构化, 电子不能够顺利地从染料激发态注入到TiO2导带中, 光电流的产生得到抑制. 考察了基于TPAR3的太阳电池在电解液中加入不同浓度的硫氰酸胍(GT)对光电性能的影响, 发现在GT浓度为0.100 mol·L-1时效率达到最大(4.02%).     

异质结界面修饰对TiO2/P3HT杂化太阳电池光电性能的增强作用

采用水热法在F-SnO₂(FTO)导电玻璃上制备了一维TiO₂纳米棒阵列, 将一种两亲有机三苯胺染料M分子吸附在其表面, 进而旋涂有机聚合物聚3-己基噻吩P3HT, 构建结构为FTO/TiO₂/M/P3HT/PEDOT:PSS/Au的杂化太阳电池. 瞬态光电流谱反映在杂化电极中存在pn异质结. 接触角测试表明TiO₂表面吸附有机M分子后, 亲水性表面转变为疏水性表面, 利于与聚合物P3HT的进一步接触; 稳态荧光发射光谱表明经修饰的杂化电极的荧光发射强度降低, 由荧光衰减曲线拟合得到的荧光寿命降低, 说明在TiO₂与P3HT之间存在有效的电荷转移, 电荷复合被抑制. 电化学阻抗分析表明界面修饰后电子复合电阻和电子寿命增大. 电池的特性参数均比界面修饰前有所提高, 光电转换效率为1.61%. 另外, 对该电池的工作机理、电荷传输过程进行了初步探讨.     

有机无机异质节中稀土配合物电致发光的研究

报道了有机无机异质节中稀土配合物的电致发光,器件结构为:ITO/PVK:Rare Earth Complex/无机材料/Al,其中无机材料可以选用ZnS,ZnSe,ZnO等.在这种结构的器件中,均获得了比较好的稀土离子的特征发射.以无机材料ZnS为例,讨论了异质节中稀土配合物的电致发光及优势.ZnS的电介质系数比PVK的电介质系数大3倍多,将有更大部分的电压降落在PVK层上,使PVK层内的电场强度增大,从而可以提高空穴在PVK层内的迁移速度,提高了空穴注入数目,有利于载流子的平衡.