寡聚物型A-D-A结构高效有机太阳能电池材料与器件

近年来有机太阳能电池发展迅速,活性层材料起到至关重要的作用.在众多活性层材料中,由于其化学结构确定、能级和吸收易调控以及其特殊的电子云分布等特点,寡聚物型A-D-A结构活性层材料成为领域研究的热点和重点.本文围绕A-D-A结构寡物聚型小分子光伏材料,首先对基于寡聚噻吩以及苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩的A-D-A给体材料进行系统的分析和讨论,对分子的结构-性能关系进行总结;然后讨论基于芴和苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩的两类A-D-A受体材料;总结了我们基于A-D-A分子叠层器件进展;最后,从能量转换效率、器件稳定性、柔性及大面积器件等方面对有机太阳能电池的发展进行了展望.     

有机光伏研究进展

以有机半导体材料为活性层的有机太阳能电池, 可通过印刷制备大面积柔性器件, 具有成本低、多彩、半透明等特点, 是一种极具发展前景的光伏技术. 研究者们多年来致力于设计高性能光伏材料, 优化器件界面, 改善活性层微观形貌, 开发新型器件结构, 探究器件工作机理等, 目前实验室制备的小面积有机太阳能电池的能量转换效率已经超过18%. 另外, 面向有机光伏产业化, 在制备大面积柔性器件、降低器件成本、提高器件寿命以及探究光伏建筑一体化和室内光伏等潜在应用方面的研究也取得了重要进展, 在国际上处于领跑地位. 中国科学家在有机光伏领域做出了诸多开创性和引领性的工作. 本文首先对有机太阳能电池的背景进行简单介绍, 接着按照分子工程、器件工程、器件物理和应用探索四个方面综述有机光伏领域的重要研究进展, 最后对有机光伏所面临的机遇与挑战进行展望.     

有机叠层太阳能电池光电转化效率突破17%

有机叠层太阳能电池可以克服单节器件吸光能力和范围有限等问题,是提高有机太阳能电池光伏效率的一个重要策略.最近一项研究采用在可见和近红外区域具有良好互补吸收的子电池,构筑了效率高达17.3%的有机叠层太阳能电池.这一结果表明,经过合适的材料选择与器件构筑,有机太阳能电池有望获得与其他光伏技术电池相当的光伏效率.     

结晶性有机半导体异质结器件

今天几乎所有重要的半导体器件的工作原理都与异质结和肖特基结有关,比较完整地理解和运用异质结和肖特基结是通过了长达半个世纪的持续努力.近20年有机异质结构已经被广泛的应用到有机电子器件中,包括有机发光二极管、有机光伏电池和有机场效应晶体管.然而,目前却缺少对有机异质结效应的认识.因此,完整认识有机异质结并运用它来发展有机半导体材料与器件是我们面临的机遇和挑战.本文首先阐述了我们对结晶性有机半导体异质结效应的理解,然后给出了有机异质结在半导体器件中的应用,重点介绍了我们近年来在运用有机异质结发展高功能电子器件方面的探索工作和初步认识.有机异质结在高性能场效应晶体管、改善金属有机接触和叠层器件中连接单元等方面均有所应用.有机异质结具有丰富的类型,充分利用有机异质结的特征,将为发展适合有机半导体材料、新功能器件和高级功能器件提供了新的视角和途径.     

有机光伏材料的分子设计与器件性能研究

有机太阳能电池具有重量轻、柔性、半透明等突出优点,是新一代光伏技术的重要发展方向.有机光伏材料是有机太阳能电池的核心,决定着器件的能量转换效率.因此,发展合理的分子设计策略制备高效有机光伏材料是提升有机太阳能电池效率的关键.本文总结了有机光伏材料的研究进展,着重阐述烷硫基侧链策略在调控给/受体材料能级、提升光伏性能方面...     

大面积有机太阳能电池的研究进展

近年来,有机太阳能电池发展十分迅速,小面积器件的光电转化率已经突破19%,然而大面积器件的研究远远滞后.深入研究有机光伏大面积器件中的关键基础问题、开发大面积印刷制备方法,对推动有机太阳能电池的工业化应用具有重要意义,是未来有机太阳能电池的发展的热点和难点方向.相较于小面积器件,大面积器件对活性层材料的膜厚容忍度、透明电极的电阻、器件的加工方式等都有较高的要求,如何制备高效、稳定的刚性/柔性大面积器件仍是一个挑战.本综述着眼于刚性基底与柔性基底大面积器件中使用的材料、器件的涂布工艺、阳极/阴极传输层及电极材料的开发等方面,系统总结了近年来领域内的代表成果,并对未来高性能大面积有机太阳能器件的发展进行了展望.     

利用扫描开尔文探针显微镜观察薄膜光电器件能级排布

薄膜光电器件的能级结构直接决定了载流子的产生、分离、传输、复合和收集等微观动力学过程,从而决定了器件性能。因此准确获取器件能级结构,是深入理解器件工作机制、推动器件技术革新的重要科学依据。此专论系统地介绍了本课题组利用扫描开尔文探针显微镜(SKPM)表征薄膜光电器件如有机太阳能电池、有机-无机钙钛矿光探测器等器件中界面能级结构的工作。垂直型薄膜器件中的活性材料层被顶电极与底电极封闭,通常难以直接在器件工况下测量其中的界面能级排布,我们发展了横截面SKPM技术来解决这一难题。研究表明,界面层是调控器件能级结构、决定器件极性、提高器件性能的重要手段。本文介绍的表征技术有望在各种薄膜光电器件,诸如光伏器件、光探测器、发光二极管,尤其是各种叠层构型器件的研究中展现出广阔的应用前景。     

具有接近15%能量转换效率的有机太阳能电池

对叠层有机太阳能电池中的前、后子电池之间的光谱匹配性进行了优化调制.最终,选用带隙为1.24 eV的PTB7-Th:IEICO-4F作为后电池,带隙为1.59 eV的J52-2F:IT-M作为前电池制备了叠层电池.在这个叠层有机太阳能电池中,这2个子电池不仅具有互补的吸收光谱,还具有高的外量子效率,实现了对300~1000 nm范围内太阳发射光谱的高效利用.此外,前、后电池的能量损失均得到有效的控制,分别为0.64和0.53 eV.因此,从光伏性能具体参数上来看,本文制备的叠层器件兼具了高短路电流密度(JSC)和高开路电压(VOC)的优势,分别达到13.3 mA/cm~2和1.65 V.该电池在本实验室内部测试的光伏效率高达14.9%,封装之后效率略有降低,由中国计量科学研究院(NIM)验证的光伏效率达到14.0%.这是目前有机光伏领域的国际最高结果.     

小分子蓝色磷光主体材料

有机电致发光器件是有机光电子领域的研究热点,在平板显示和固体照明领域有着广阔的应用前景.目前,由于器件效率和稳定性的问题,蓝色磷光器件是有机电致发光器件的瓶颈,而蓝色磷光主体材料的选择是影响蓝色磷光器件性能的关键因素.综述了小分子蓝色磷光主体材料的最新研究进展,重点介绍了各类小分子蓝色磷光主体材料的设计思想、器件性能.包括空穴传输性主体材料、含硅主体材料、电子传输性主体材料、双极主体材料和可湿法加工的蓝色磷光小分子主体材料的结构、特点及相应器件性能.最后对小分子蓝色磷光主体材料的发展方向进行了展望.     

有机光伏材料与器件研究的新进展

近几年有机光伏电池应用研究发展迅猛。本文综述了有机光伏薄膜电池在材料(包括有机小分子材料与聚合物材料)、器件构造方面的最新进展，分析了有机聚合物光伏电池目前效率低的主要原因，并探讨了该领域进一步研究的方向和前景。     

Influence of different substrates on ZnO nanorod arrays properties

Zinc Oxide (ZnO) nanorod arrays were grown on different substrates by hydrothermal method. The crystallinity of ZnO nanorod was regularly investigated by X-ray diffraction (XRD). Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) were used to examine morphology of the ZnO nanorods. The results indicate that the nanorods grow along [002] orientation. SEM and TEM images and XRD patterns show that the growth of ZnO nanorods on graphene/Quartz substrate is better than the other substrates due to the number and size of the nanorods which are highly affected through the properties of ZnO seed layers and it has lower defects than the other substrates. PL spectra ZnO would have a higher concentration of oxygen vacancy.     

药物分析中薄层色谱的方法认证

在药物分析中,针对所要求的性能参数,对一个薄层色谱程序的各个环节必须进行的认证方法和认可标准进行了讨论。建议当提出结果报告时,应附上关于对方法的认证参数和认证方法的说明。     

An Anticoagulant Activity System Using Nanoengineered Autofluorescent Heparin Nanotubes

Heparin (HEP) and periodate‐oxidized heparin (O‐HEP) nanotubes were prepared by combining the template method with a layer‐by‐layer (LbL) technique. The tubular structure was obtained and characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and confocal laser scanning microscopy (CLSM). O‐HEP is one of the HEP derivatives that contains anticoagulant activity and preserves its ability for other effects. Chitosan (CHI) and O‐HEP have been used to fabricate nanotubes by covalent cross‐linking Schiff base reactions. It is demonstrated that the obtained nanotubes have the significant feature of autofluorescence without the addition of any fluorescent dyes and they retain their anticoagulation activity. Compared with O‐HEP/CHI nanotubes, HEP/CHI nanotubes show high anticoagulation activity and do not have autofluorescence. Furthermore, this method could be extended to other copolysaccharide derivatives for the preparation of autofluorescent nanomaterials.     

薄层色谱溶剂系统的优化设计

采用复合形法,根据色谱优化函数对肾上腺皮质激素类、磺胺类药物及银杏粉针剂的薄层溶剂系统进行了最优化设计。肾上腺皮质激素类药物的最佳溶剂系统为１,２－二氯乙烷－苯－甲醇（４．８１４．４２０．７８）;磺胺类药物的最佳溶剂系统为甲苯－无水乙醇－二氯乙烷－氯仿（２．３０１．４６３．３２２．９２）;银杏粉针剂的最佳溶剂系统为氯仿－甲醇－乙酸乙酯（３．３０３．２９３．４１）,实验结果与计算结果一致。     

薄层扫描法测定利喉乐含片中没食子酸的含量

应用薄层扫描法测定了利喉乐含片中没食子酸的含量。以甲苯－醋酸乙酯－甲酸（Ｖ甲苯∶Ｖ醋酸乙酯∶Ｖ甲酸＝３∶５．４∶０．６）为展开剂,１０ｇ／ＬＦｅＣｌ３显色后,用Ｃｓ－９２０薄层扫描仪扫描,扫描波长为５２０ｎｍ。没食子酸在１．２４～６．２０μｇ之间线性关系良好,该法的加样回收率为９５．９３％,板内精密度为２．７８％,板间精密度为３．３０％,为利喉乐含片的质量控制提供了一种简便而准确的含量测定方法     

正交设计法用于取代茂铁硼烷化合物的TLC溶剂系统的选择

采用薄层色谱技术分离一组取代茂铁硼烷化合物。以含有烷基卤化铵离子对试剂的丙酮－环己烷流动相,用正交设计法选择色谱分离条件。把离子对试剂种类、浓度和丙酮、环己烷含量作为影响分离效果的因素。实验条件按〔Ｌ９（３４）〕正交设计表安排。应用统计力学方差分析法对反映分离效果的薄层色谱指标——色谱总分离度（ＤＳ）进行分析,确定了影响化合物分离的主要因素和最佳展开剂体系。在最佳条件下的结果令人满意。     

The International Conference on Harmonisation Guidance in Practice: Stress Degradation Studies on Lamivudine and Development of a Validated Specific Stability-Indicating HPTLC Assay Method

A sensitive, selective, precise and stability-indicating high-performance thin-layer chromatographic method of analysis of lamivudine both as a bulk drug and in formulations was developed and validated. The solvent system consisted of carbon tetrachloride – methanol – chloroform - acetonitrile (7.0: 3.0: 2.0: 1.5, v/v/v/v). Densitometric analysis of lamivudine was carried out in the absorbance mode at 275 nm. This system was found to give compact spots for lamivudine (R_F value of 0.36 ± 0.02) following double development of chromatoplates with the same mobile phase. Lamivudine was subjected to acid and alkali hydrolysis, oxidation, dry heat and wet heat treatment and photo degradation. The drug undergoes degradation under acidic, basic conditions, oxidation, wet heat and photo degradation. Also the degraded products were well resolved from the pure drug with significantly different R_F values. Linearity was found to be in the range of 50 – 1000 ng spot^–1 with significantly high value of correlation coefficient. The linear regression analysis data for the calibration plots showed good linear relationship with r² = 0.9994 ± 0.05 in the working concentration range of 300 ng spot^–1 to 1000 ng spot^–1. The mean value of slope and intercept were 0.11 ± 0.08 and 10.47 ± 1.21, respectively. The method was validated for precision, robustness and recovery. The limit of detection and quantitation were 15 ng spot^–1 and 40 ng spot^–1 respectively. As the method could effectively separate the drug from its degradation products, it can be employed as a stability indicating one. Moreover, the proposed HPTLC method was utilized to investigate the kinetics of acid degradation process. Arrhenius plot was constructed and activation energy was calculated.     

薄层色谱法测定二磺化和三磺化 5H-苯基联苯膦氧化物的含量

采用薄层色谱法,对新型化合物5H-苯基联苯磷（PDBP）磺化产物的分离、二磺化和三磺化PDBP氧化物标准品的制备及其定量分析进行了研究。     

大面积全柔性染料敏化太阳能电池光电性能优化

设计并制作了大面积高效全柔性染料敏化太阳能电池（DSCs）.通过引入光散射层或施加机械压力,DSCs的光电转化效率有了大幅度提高.实验室小面积（0.4 cm×0.4 cm）柔性DSCs的光电转化效率达到5.50%.大面积（2 cm×3 cm,活性面积为2.7 cm²）DSCs的光电转化效率从未进行处理的1.52%上升到1.81%和2.50%,分别提高了20.0%和66.7%.5 cm×7 cm面积的DSCs（活性面积为16.2 cm²）的光是转化效率在未做任何优化处理的条件下达到了1.60%(光强40 mW·cm^-2).同时,本文对提高光电转化效率的机理进行了深入研究.电化学阻抗测试结果表明,加压法能明显减小电池的内部串联电阻（R_s）及TiO₂/染料/电解液界面间的传荷电阻(R_ct).扫描电镜结果也显示加压后TiO₂粒子之间粘结更加紧密,更利于电子在TiO₂薄膜中的传输及染料的吸附.另外,900 h的长期稳定性实验结果表明,制作的柔性DSCs的各项光电性能参数均无明显下降.该实验结果为柔性染料敏化太阳能电池的基础研究和大面积产业化技术研究奠定了基础.