CulnS2量子点敏化太阳能电池中尺寸依赖的电子注入和光电性质

研究了CulnS2(CIS)量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)的电子注入和器件性能与粒子尺寸之间的依赖关系.首先合成了不同尺寸的CulnS2量子点(QDs),制备了CulnS2量子点敏化的TiO2薄膜,并组装了量子点敏化太阳能电池.通过循环伏安法确定了CulnS2量子点的能级位置.采用时间分辨荧光光谱分析测量了CulnS2量子点到TiO2薄膜的电子转移速率和效率.结果发现,随着粒子尺寸从4.0 nm减小到2.5nm,电子注入速率略微增加而电子注入效率减小,同时量子点敏化太阳能电池的开路电压基本不变,而光电转换效率、短路电流和填充因子(FF)均减小.上述研究结果表明量子点敏化太阳能电池性能的优化可以通过改变量子点的尺寸来实现.     

CuInS_2量子点敏化太阳能电池中尺寸依赖的电子注入和光电性质

研究了CuInS2(CIS)量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)的电子注入和器件性能与粒子尺寸之间的依赖关系.首先合成了不同尺寸的CuInS2量子点(QDs),制备了CuInS2量子点敏化的TiO2薄膜,并组装了量子点敏化太阳能电池.通过循环伏安法确定了CuInS2量子点的能级位置.采用时间分辨荧光光谱分析测量了CuInS2量子点到TiO2薄膜的电子转移速率和效率.结果发现,随着粒子尺寸从4.0 nm减小到2.5 nm,电子注入速率略微增加而电子注入效率减小,同时量子点敏化太阳能电池的开路电压基本不变,而光电转换效率、短路电流和填充因子(FF)均减小.上述研究结果表明量子点敏化太阳能电池性能的优化可以通过改变量子点的尺寸来实现.     

量子点敏化太阳能电池研究进展

量子点敏化太阳能电池(QDSCs)因其制备成本低、工艺简单及量子点(QDs)本身的优异性能(如尺寸效应、多激子效应)等优点,近年来受到广泛关注。在此类电池中,无机半导体量子点敏化剂作为吸光材料,其自身的光电性质、制备方法、表面缺陷、化学稳定性及其在TiO₂光阳极上的敏化方法等是影响电池性能的关键。本文综述了无机半导体量子点敏化剂(包括窄带隙二元量子点、多元合金量子点及Type-Ⅱ核壳量子点)的最新研究进展,重点介绍了胶体量子点的制备方法;分类阐释了量子点在TiO₂光阳极表面的沉积与敏化方法,特别是双官能团辅助自组装吸附法;总结了针对提高电子注入效率和减少复合的量子点表面修饰方法;最后简要介绍了QDSCs的电解质和对电极的研究进展。     

三种CuS对电极的制备及其对量子点敏化太阳能电池光电性能的影响

近几年,量子点敏化太阳能电池因其具有低成本、易合成、高的光电转换效率等优点而广受关注. 半导体金属硫化物具有良好的物理和化学性质,被广泛应用于各个领域,其中,铜硫化物凭借其优异的电化学催化活性,而成为量子点敏化太阳能电池良好的对电极材料. 本文通过3种不同的方法在FTO表面生长CuS纳米阵列（依次记为CuS-1、CuS-2、CuS-3）,并对样品进行晶相表征、表面形貌分析、电化学性能测试以及相应量子点敏化太阳能电池器件组装,最终发现CuS-3样品具有最优的光电性能.     

温度对多硫电解质及量子点敏化太阳能电池性能的影响

采用电化学的方法研究了温度对多硫电解质导电性能及量子点敏化太阳能电池光电性能的影响.结果表明:随着温度的升高,电解质的电导率逐步升高,多硫离子在电解质中的扩散阻力变小;另外,随着温度的升高,量子点敏化太阳能电池的光电转化效率逐渐降低,这主要是由于在较高的温度下,电池的暗反应逐渐增大和量子点的脱附引起的.     

CuInS2量子点敏化太阳能电池中尺寸依赖的电子注入和光电性质

研究了CuInS₂（CIS）量子点敏化太阳能电池（QDSSCs）的电子注入和器件性能与粒子尺寸之间的依赖关系. 首先合成了不同尺寸的CuInS₂量子点（QDs）,制备了CuInS₂量子点敏化的TiO₂薄膜,并组装了量子点敏化太阳能电池. 通过循环伏安法确定了CuInS₂量子点的能级位置. 采用时间分辨荧光光谱分析测量了CuInS₂量子点到TiO₂薄膜的电子转移速率和效率. 结果发现,随着粒子尺寸从4.0 nm减小到2.5 nm,电子注入速率略微增加而电子注入效率减小,同时量子点敏化太阳能电池的开路电压基本不变,而光电转换效率、短路电流和填充因子（FF）均减小. 上述研究结果表明量子点敏化太阳能电池性能的优化可以通过改变量子点的尺寸来实现.     

量子点敏化太阳能电池对电极研究进展

对电极(CE)是量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)的重要组成部分之一,改进对电极的综合性能是提高QDSSCs能量转换效率(PCE)的有效手段。本文简要介绍了对电极应具备的性能,并按不同材料的使用,分类阐述了金属、导电聚合物、碳、无机金属化合物以及它们的复合材料对电极的制备方法和研究进展。其中,以铜、钴、铅的硫化物等为主的无机金属化合物对电极催化活性高,成本低,研究最为广泛;导电聚合物、新型碳材料以及各类复合材料对电极也因其各自的优势在量子点敏化太阳能电池中的研究越来越成熟。     

聚3-己基噻吩：非富勒烯太阳能电池中的量子效率损失和电压损失

聚3-己基噻吩(P3HT)以其合成工艺简单、成本低廉的优势,成为有机光伏领域中最具吸引力的电子给体材料之一。然而,目前P3HT: 非富勒烯太阳能电池的光伏性能仍然较差。在本工作中,我们证明了与P3HT: 富勒烯太阳能电池相比,较快的电荷转移态的非辐射衰减速率(K_nr)是导致P3HT: 非富勒烯太阳能电池中较低的量子效率和较高的电压损失的原因。然后,我们研究了基于非富勒烯受体ZY-4Cl的太阳能电池的工作机理。研究结果表明与P3HT: 非富勒烯体系相比,P3HT: ZY-4Cl中K_nr的降低改善了器件的量子效率,同时降低了电压损失。K_nr降低的原因可以部分归因于电荷转移态能量的增加。此外,给体分子和受体分子之间的距离(DA间距)的增大也是K_nr减少的重要原因。因此,我们得出结论：为了提高P3HT太阳能电池的性能,需进一步降低器件的K_nr,这可通过增加活性层中的DA间距来实现。     

量子耗散与量子输运的级联方程组方法

级联方程已成为研究量子开放系统的稳态性质和动力学过程的重要方法。本文旨在系统综述量子耗散和量子输运的级联方程组方法的建立、发展以及在理论、算法和应用方面的一些最新进展。级联方程形式理论的建立以影响泛函路径积分为基础,并具有数值上的高效性和应用上的灵活性,可用于研究分子体系的复杂动力学过程以及强关联电子体系中的量子输运。其级联耦合结构以非微扰的方式揭示了多体相互作用、体系-环境耦合、非马尔可夫记忆等的综合效应。作为应用示例,我们采用级联方程模拟了生物光富集体系的二维相干动力学光谱以及含时电子输运过程中的动态近藤效应。     

量子点毒性效应的研究进展

量子点（quantum dots,QDs）作为一种新型的纳米材料已备受关注．由于其独特的荧光特性,量子点已经成功地应用于生命科学等领域．近年来,量子点的生物学毒性效应及其环境影响成为新的研究热点．本文综述了量子点毒性效应的相关研究,并对该领域的前景及研究方向进行了评述和展望．     

量子点在法庭科学手印显现中的研究进展

随着纳米技术的进步,纳米颗粒正在被逐步应用到法庭科学领域的手印检验之中。近年来,半导体量子点因其良好的荧光特性而备受国内外法庭科学家的推崇,但大多数半导体量子点具有毒性,且会对环境造成污染,这些问题制约了半导体量子点在法庭科学领域中的应用。与传统有机染料和金属内核的半导体量子点相比,碳量子点具有毒性低、污染小、生物相容性优异的特点,现已应用于医学、生物、化学等多个领域。本文综述了半导体量子点在手印显现中的应用,介绍了碳量子点的研究进展,并指出碳量子点显现手印是今后法庭科学领域的重要研究方向。     

碳量子点的合成与应用

近年来,由于碳纳米材料具有高的催化活性以及好的稳定性等优点,其在科学、工程以及商业领域都得到了广泛的应用。其中新型"零维"碳纳米材料--碳量子点(carbon dots, CDs)具有荧光信号稳定、无光闪烁、激发波长和发射波长可调控等独特的光学性质,以及生物毒性小和生物相容性好等优势,逐渐成为碳纳米材料的研究热点,广泛应用于生物成像、生物细胞标记、传感器、光催化、太阳能电池以及发光元件等领域。本文主要综述了CDs的不同合成方法(包括自上而下法和自下而上法)及其应用。     

CdS量子点与CdSe量子点间荧光共振能量转移研究

在有机相中合成了不同尺寸的CdS和CdSe量子点, 并利用Langmuir-Blodgett (LB)技术将相同尺寸的CdS和CdSe量子点组装成多层复合纳米有序结构. 采用荧光光谱研究了CdS和CdSe量子点在混合体系和多层复合纳米有序结构状态下的荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer, FRET). 我们观察到CdS和CdSe量子点混合溶液与当溶剂挥发形成固态膜中, CdS量子点的荧光强度较溶液状态下强烈猝灭, 表明当颗粒间距离减小时CdS和CdSe量子点间产生较高效率的荧光共振能量转移. 在多层复合纳米有序结构中, 随着给体CdS量子点层数的增加, 单层受体CdSe量子点的荧光逐步增强, 这表明层间纵向能量转移率随给体层数的增加而提高.     

近红外量子点的研究进展

量子点具有优异的光学性能及丰富的表面化学性质,在生物医学分析领域具有较好应用前景。近红外窗口生物成像所具有的背景干扰小、穿透深度大等特点,使得近红外量子点在生物成像应用中更具优势。本文介绍了近红外量子点从早期含Cd、含Pb量子点到近年来新型无Cd、无Pb量子点的发展历程,以及其在生物医学成像领域的应用,着重介绍了新型低毒性近红外量子点的研究进展。     

PbS量子点的一步合成法及其光学性能

以Pb(CH3COO)2为原料, 一硫代和二硫代丙三醇为混合稳定剂, 在常温下合成了尺寸可控的PbS量子点. 有别于传统的有机金属路线法, 采用水相法一步合成亲水性量子点具有方法简便、反应条件温和、无需使用高沸点溶剂、重现性好等优点. 所合成的量子点单分散, 粒径为3～5 nm, 荧光量子效率高达11.8%, 在外加稳定剂的作用下, 量子效率在5周内仍能保持原来的80%.     

量子点的聚合物表面修饰及其应用

量子点作为新型纳米发光材料备受关注,但由于光学稳定性和生物相容性的问题而在实际应用上受限。聚合物对量子点的修饰能够提供量子点合成的有效支撑基质,而且还可以改善量子点的稳定性和单分散性,进而可以拓展量子点应用于化学、物理以及生物学领域。基于聚合物修饰量子点的优势,本文简述了聚合物表面修饰量子点的方法、合成路线、步骤、特点以及发展现状。其中,双亲分子涂敷的量子点可以改善量子点的水溶性;多基配体包裹的量子点更具有稳定性和功能性;末端功能化聚合物表面修饰的量子点则可以合成更为先进功能的材料;胶封树枝状定域量子点具有单分散和优越发光特性。同时,还综述了各种表面修饰方法的最新研究进展,存在问题以及应用发展趋势。     

量子点抗体偶联技术研究进展

量子点是一种半导体纳米晶体,其具有激发光谱宽、发射光谱窄,光稳定性好,良好的生物相容性等各种优越的性能,目前广泛应用于生物标记、生物传感和生物成像的研究中。量子点生物学应用中最为关键的一步,是如何将抗体等生物大分子有效的偶联于量子点表面并保持其生物活性。近年来,尽管对量子点的制备方法和生物学应用进行了较为深入的研究,但量子点和生物分子之间偶联技术的综述还少见报道。本文从非共价偶联技术和共价偶联技术两个方面对各种量子点抗体偶联技术的特性进行分析,也对未来量子点生物学应用中将会遇到的挑战和发展趋势进行展望。     

发光碳量子点的合成、性质和应用

基于碳量子点具有良好的水溶性、化学惰性、低毒性、易于功能化和抗光漂白性等优异性能,碳量子点和其它的碳纳米材料（如富勒烯、碳纳米管和石墨烯等）同样引起了研究者广泛的关注。 碳量子点可以通过很多较为廉价的一步法进行大规模的制备,包括化学氧化法、超声法、微波法和激光烧蚀法等。 本文主要介绍了不同碳量子点的合成方法,以及依赖于碳量子点尺寸和波长等性质的发光性能,并且讨论了碳量子点在生物成像、光催化、能量转换/储存、光电子、光限幅和传感器等方面的应用。     

通过S2-中间态将CdSe量子点有机配体转化为ZnS保护层及其器件光伏特性

通过S2-中间态将有机配体三辛基氧膦(TOPO)转化为ZnS保护层,显著改善了CdSe量子点(QDs)器件的转换效率.配体交换后的傅里叶变换红外(FTIR)光谱结果表明,有机配体已被S2-离子配体取代;离子反应后的X射线光电子能谱(XPS)结果表明S2-离子配体反应生成了ZnS,紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱结果表明量子点溶液吸收峰位没有发生明显改变,透射电子显微镜(TEM)结果表明配体交换后量子点粒径减小.电化学阻抗谱(EIS)结果表明光照条件下有机配体转化为ZnS保护层后TiO2/QDs/电解质界面电阻减少,证明该条件下正向电子传输增强;强度调制光电压谱(IMVS)和强度调制光电流谱(IMPS)结果表明电子寿命和扩散速度增加.相比于有机配体,形成ZnS保护层后的量子点敏化太阳能电池(QDSC)效率由0.98%提高到1.75%,相对提高了1.78倍.     

CdSe量子点荧光增敏法测定甘草酸

以巯基乙酸为稳定剂水相法一步合成了CdSe量子点,并以此量子点为荧光探针,基于甘草酸(GL)对量子点的荧光增强效应,建立了一种简便、快速、灵敏测定GL的分析方法,同时对GL与CdSe量子点的反应机理进行了初步探讨.考察了多种因素对GL测定的影响.结果表明,在pH 7.4的Na2 HPO4 - NaH2 PO4缓冲溶液中...