Performance improvement of MEH-PPV:PCBM solar cells using bathocuproine and bathophenanthroline as the buffer layers

In this work, bathocuproine (BCP) and bathophenanthroline (Bphen), commonly used in small-molecule organic solar cells (OSCs), are adopted as the buffer layers to improve the performance of the polymer solar cells (PSCs) based on poly(2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene) (MEH-PPV): [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) bulk heterojunction. By inserting BCP or Bphen between the active layer and the top cathode, all the performance parameters are dramatically improved. The power conversion efficiency is increased by about 70% and 120% with 5-nm BCP and 12-nm Bphen layers, respectively, when compared with that of the devices without any buffer layer. The performance enhancement is attributed to BCP or Bphen (i) increasing the optical field, and hence the absorption in the active layer, (ii) effectively blocking the excitons generated in MEH-PPV from quenching at organic/aluminum (Al) interface due to the large band-gap of BCP or Bphen, which results in a significant reduction in series resistance (Rs), and (iii) preventing damage to the active layer during the metal deposition. Compared with the traditional device using LiF as the buffer layer, the BCP-based devices show a comparable efficiency, while the Bphen-based devices show a much larger efficiency. This is due to the higher electron mobility in Bphen than that in BCP, which facilitates the electron transport and extraction through the buffer layer to the cathode.     

锗烯与异氰酸多通道反应的理论计算

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了单重态GeH2与HNCO的反应机理。在B3LYP/6-311++G**水平上对反应物,中间体,过渡态进行了全几何参数优化,通过频率分析和IRC确定中间体和过渡态,用QCISD(T)/6-311++G**方法计算了各个驻点的单点能。计算表明单重态的锗烯与异氰酸的反应有抽提氧、插入N-H键、抽提亚氨基的共七条反应路径。采用经Winger校正的Eyring过渡态理论分别计算了1个大气压、不同温度下反应势垒较低通道的热力学及动力学性质,结果表明插入N-H键反应（GeH2+HNCO→IM7→TS6→P2）通道在温度400K~1400K内,有较高的平衡常数和反应速率常数,为主反应通道,主产物为GeH3NCO。     

气相中Fe+催化CO与N2O循环反应的理论计算研究

采用密度泛函UB3 LYP/6-311+ G(2d)方法研究了Fe+在基态和激发态与CO与N2O反应的反应机理.全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型,用频率分析方法和内禀反应坐标(IRC)方法对过渡态进行了验证,并用UB3LYP/6-311++G(3df,3pd)、单点垂直激发等方法分别进行各驻点单点能校正,四重态和六重态反应势能面交叉点CP确定,计算结果表明,该反应为两步反应,且反应机理都为插入一消去反应,势能面上的两个交叉点能够有效降低反应的活化能,这在动力学和热力学上都是有利的.     

气相中Fe+催化CO与N2O循环反应的理论计算研究

采用密度泛函UB3LYP/6–311+G(2d)方法计算研究了Fe+在基态和激发态与CO与N2O反应的反应机理。全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型,用频率分析方法和内禀反应坐标（IRC）方法对过渡态进行了验证,并用UB3LYP/6–311++G(3df,3pd)、单点垂直激发等方法分别进行各驻点单点能校正,四重态和六重态反应势能面交叉点CP确定,计算结果表明,该反应为两步反应,且反应机理都为插入—消去反应,势能面上的两个交叉点能够有效的降低反应的活化能,这在动力学和热力学上都是有利的。     

二氯卡宾与异氰酸反应机理的量子化学研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了单、三重态CCl2与HNCO的反应机理,在B3LYP/6-311++G”水平上对反应物,中间体,过渡态进行了全几何参数优化,通过频率分析和IRC确定中间体和过渡态,并用G3方法计算了各个驻点的单点能.计算结果表明:单重态的CCl2与HNCO的反应有抽提氧、插入N-H键、抽提亚氨基的路...     

超声相控阵控制、采集与全并行处理系统设计

针对超声相控阵检测系统工作环境较为恶劣、延时发射电路复杂、多路信号的采集难以单板实现以及多路信号处理实时性差等问题,提出了一种基于CPCI总线和FPGA的超声相控阵控制、采集与全并行处理系统的设计。本设计采用CPCI总线架构,可以在高尘、高冲击负荷等恶劣环境下工作,采用带高速串行LVDS接口的ADS445与XC5VSX95T相组合的方式来实现单板16路信号的高速信号采集和全并行处理,采用XC5VSX95T中的高速计数器来实现2ns的高精度延时发射,还提供了功能强大的主控软件便于用户操作。分析结果表明,多路AD+FPGA的硬件结构特别适合相控阵系统。实测结果表明,本系统可以较好地对钢管的缺陷进行实时检测和A扫与B扫成像。     

SiF2自由基与异硫氰酸反应机理的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP 方法研究了CF2 自由基与HNCS 的反应机理, 并在B3LYP/6-311＋＋G**水平上对反应物、中间体、过渡态进行了全几何参数优化. 为了得到更精确的能量值,又用CCSD(T)/6-311＋＋G**方法计算了在B3LYP/6-311＋＋G**水平优化后的各个驻点的相对能量. 根据统计热力学及用Winger校正的Eyring过渡态理论,利用自编程序,计算不同温度下低势垒反应的平衡常数和速率常数.计算结果表明单重态的CF2 自由基与HNCS 的反应有6条反应通道,三重态的CF2 自由基与HNCS 的反应有1条反应通道.其中单重态反应通道CF2＋HNCS→IM1→TS1→IM2 HCF2NCS(P1)为主反应通道.     

Automatic baseline correction of infrared spectra

A fast automatic algorithm is proposed for baseline correction of infrared (IR) spectral signals.It is devised based on iterative curve fitting where orthogonal polynomials are used.The algorithm can process both emission and absorption spectra automatically without human intervention.Orthogonal polynomials are used for curve fitting to reduce computation time.Both emission and absorption spectra are obtained and the results demonstrate the feasibility and practicability of this algorithm.     

不同绝缘层上生长的并五苯薄膜及其OTFT器件性能的研究

分别以SiO2和PMMA为绝缘层材料制备了底栅顶接触结构的OTFT器件,得到以PMMA为绝缘层的器件具有更好的件能,其场效应迁移率为0.207 cm2·Vs-1,开关电流比为4.93×103,阈值电压为-4.3 V;而以SiO2为绝缘层的器件,其场效应迁移率仅为0.039 cm2·Vs-1,开关电流比为5.98×102,阈值电压为-5.4 V.为分析器件性能差异的原因,测得了SiO2和PMMA薄膜表面的AFM图谱及其上沉积并五苯薄膜后的AFM和XRD图谱.通过AFM图谱发现PMMA表面较SiO2表面粗糙度小,其表面粗糙度的均方根值为0.216 nm,而二氧化硅薄膜表面粗糙度的均方根值为1.579 nm;且发现在PMMA上生长的并五苯薄膜的成膜质量优于在SiO2,具有较大的品粒尺寸和较少的晶粒间界.通过XRDm图谱发现在PMMA上生长的并五苯薄膜具有明显的衍射峰,进一步证明了在PMMA上生长的并五苯薄膜具有更好的结晶状况,将更有利于载流子的传输.     

气相中Cu+活化N2O中N-O键反应机理的理论研究

采用密度泛函UB3LYP/6 311+G(2d)方法计算研究了Cu+在基态和激发态下与N2O的反应机理,全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型,用频率分析方法和内禀反应坐标(IRC)方法对过渡态进行了验证,并用UCCSD(T)/6 311G(2d,p)、单点垂直激发、Harvey等人的方法分别进行各驻点单点能校正,单重态和三重态反应势能面交叉点CP确定,最低能量交叉点(MECP)的优化及MECP处相应的自旋 轨道耦合常数(SOC)计算。计算结果表明,该反应为一步反应,SOC值为84.2 cm-1,比较大的SOC值说明了在势能面上CP点处的翻转能够有效的降低反应的活化能,降低活化能值为27.6kJ.mol,增加反应放热126.7kJ.mol,这在动力学和热力学上对反应是非常有利。