Effect of an Al-doped ZnO electron transport layer on the efficiency of inverted bulk heterojunction solar cells

Doping is a widely-implemented strategy for enhancing the inherent electrical properties of metal oxide charge transport layers in photovoltaic devices because higher conductivity of electron transport layer (ETL) can increment the photocurrent by reducing the series resistance. To improve the conductivity of ETL, in this study we doped the ZnO layer with aluminum (Al), then investigated the influence of AZO on the performance of inverted bulk heterojunction (BHJ) polymer solar cells based on poly [[4,8-bis [(2-ethylhexyl)oxy]benzo [1,2-b:4,5-b’]dithiophene-2,6-diyl]-[3-fluoro-2[(2-ethylhexyl)-carbonyl]-thieno-[3,4-b]thiophenediyl ]] (PTB7):[6,6]-phenyl C71 butyric acid methyl ester (PC₇₁BM). The measured conductivity of AZO was ~10⁻³ S/cm, which was two orders of magnitude higher than that of intrinsic ZnO (~10⁻⁵ S/cm). By decreasing the series resistance (R_s) in a device with an AZO layer, the short circuit current (J_sc) increased significantly from 15.663 mA/cm² to 17.040 mA/cm². As a result, the device with AZO exhibited an enhanced power conversion efficiency (PCE) of 8.984%.     

高分子自组装ZnO纳米带合成过程的研究

ZnO nanobelts were synthesized from zinc acetate (Zn(CH₃COO)₂) and polyvinyl alcohol(PVA) at about 300 ℃, 400 ℃, and 550 ℃. The products were characterized by scanning electron microscope(SEM) and transmission electron microscope(TEM). The ZnO nanobelts were typically 10～30 μm in length and 30～8 000 nm in width. The results show that the ZnO Y-nanobelts were formed owing to dislocation structure. The thermal treatment of 120 ℃ and enough time for growth of the crystal are essential to ZnO nanobelts synthesis.     

ZnO荧光粉中的紫外发射和绿色发射之间的关系

通过在低氧分压和真空中热处理ZnO粉末, 获得了ZnO荧光粉. ZnO荧光粉有两个发射谱带, 分别位于380 nm(紫外)和510 nm(绿色). 紫外谱带对应于ZnO中的激子发射, 是一个单中心发光过程；绿色谱带是一个复合发光过程, 与ZnO中的本征缺陷相关, 如氧空位、锌空位等. 实验表明, 高密度的激发条件有利于紫外发射, 而低氧分压下的热处理有利于提高绿色发射谱带的强度. 研究结果还表明, 与紫外发射相联系的激子可向与本征缺陷相联系的绿色发光中心传递能量, 这种传递可能是通过激子扩散实现的.     

甲醇在氧化锌表面吸附的研究

摘要用原位红外和脉冲实验研究了甲醇在氧化锌表面的吸附行为. FTIR结果表明, 甲醇吸附于氧化锌上易生成甲氧基, 且其生成量随着吸附温度的提高而增加. 进一步的研究结果表明, 甲氧基是由甲醇同氧化锌表面的羟基反应生成的, 将其暴露于水蒸汽中后很快消失. 脉冲实验发现, 氧化锌上脉冲甲醇时产生水, 再脉冲水则产生甲醇. 因此甲醇在氧化锌表面吸附生成甲氧基和水的反应是可逆的.     

PTh / ZnO复合纳米粉的固相合成及其光谱特性

0引言导电聚合物/无机物纳米复合材料具有纳米材料和导电聚合物的共同特性,因此在电催化、二次充电电池材料、超级电容器材料等方面具有良好的应用前景[1]。聚噻吩(PTh)以及取代聚噻吩是导电聚合物领域中较早发现的具有环境稳定性和可加工性的材料之一。近年来,有关聚噻吩/无机物纳米复合材料的制备及其光电性能的研究倍受关注,Gebeyehu等[2]用PTh敏化纳米晶TiO2光伏电池,发现其光伏效率明显优于固态光伏电池;Jayant等[3]研究了PTh中的羧基基团的影响以及在纳米晶TiO2     

A NEW KIND OF FIBER-SPUN FROM POLYSULFONAMIDE/ZINC SOLUTION

In this paper, we succeed in fabricating high-temperature fiber of polysulfonamide/ZnO. Polysulfonamide/ZnO nanocomposite was prepared by in-situ polymerization. Some studies and characterization of Polysulfonamide/ Zinc oxide nanocomposite with ZnO 0.5% have been done. It includes ηr,, Crystal degree and thermal property. Experiment＇s results showed that, ZnO as filler can improve crystal degree of polysulfonamide fiber. The crystal degree has been bnproved, from lower than 20% up to 27%. ηr of polysulfonamide/ Zinc oxide nanocomposite solution with ZnO 0.5% is 2.03. The maxinum weight loss of the nanocomposite occurred at 453.5 ℃.     

基于ZnO溶胶-凝胶固定的酪氨酸酶传感器的研制

通过使用带正电荷的ZnO溶胶-凝胶在玻碳电极表面固定酶,研制了一种简单有效的酪氨酸酶传感器。结果表明,ZnO溶胶-凝胶的等电点为酪氨酸酶的固定提供了有利的微环境,酪氨酸酶能很好地保持其生物活性。所研制的传感器达到95%稳定状态电流的时间在10 s以内。酚类化合物可通过酶催化产生的醌在-200 mV(对饱和甘汞电极)直接还原而测定,传感器对苯酚测定的灵敏度为168μA.mmol-1.L-1,线性范围为1.5×10-7~4.0×10-5mol.L-1,检出限为8.0×10-8mol.L-1。该传感器使用二周后活性仍保持原有活性的75%。     

以类水滑石为前驱体的Cu/ZnO/Al2O3催化剂用于COx加氢合成甲醇：CO在反应混合物中的作用

近年来,催化CO₂加氢合成甲醇被视为有望解决温室效应和燃料枯竭的有效途径。目前,铜基催化剂因具有较高的反应活性被广泛应用于工业生产。然而,竞争逆水煤气变换反应产生的CO导致甲醇选择性较低,同时副产物水引起Cu发生不可逆烧结,进而降低甲醇产率。众所周知,CO能够调整分子的表面竞争吸附和活性位的氧化还原行为,本工作拟向原料气中掺入具有还原性的CO以抑制逆水煤气变换反应和防止表面氧化中毒。另一方面,通常认为铜基催化的CO₂加氢制甲醇是结构敏感性反应,不同的前驱体能够显著影响催化剂结构和形貌,进而影响催化活性。因此,我们首先通过共沉淀法和蒸氨法制备了含有类水滑石前驱体(CHT-CZA)和复合物前驱体(CNP-CZA)结构的Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂。随后,为探究CO掺杂后反应机理,在250 ℃,5 MPa的反应条件下,含有不同比例CO的原料气中(CO₂:CO:H₂:N₂ = x:(24.5 - x):72.5:3)评价两种催化剂对甲醇合成的性能。评价结果显示两种催化剂反应性能趋势相同,随着CO含量增加,CO₂转化率和STY_H2O不断降低,STY_MeOH逐渐增加。X射线光谱(XPS)显示随CO含量增加,催化剂表面还原性Cu比例增加。评价和表征结果说明CO引入抑制了逆水煤气变换反应的发生,通过还原被H₂O氧化的活性Cu表面,促使更多的活性Cu位点暴露参与甲醇合成。另一方面,透射电镜(TEM)显示掺杂的CO会过度还原而引起颗粒团聚,导致催化剂逐渐失活。相比之下,含有水滑石前驱体的催化剂在任何气氛下均表现出更加优越的反应性能和长周期稳定性。这可归因于类水滑石前驱体独特的片层结构通过结构限域作用有效避免了因CO过度还原而导致的金属颗粒团聚,从而减少活性位点损失。     

电场和应力作用下氮钝化扶手型氧化锌纳米带的电子结构和磁特性

采用密度泛函理论(DFT)方法,在LDA+U水平下详细研究了电场和应力作用下氮钝化扶手型氧化锌纳米带(NA8-ZnONRs)的电子结构和磁特性。对体系的电子结构和磁性进行详细的计算,结果表明：本征扶手型氧化锌纳米带(A8-ZnONRs)是无磁性P型半导体。氮钝化后NA8-ZnONRs具有铁磁金属性,其磁性主要来源于N2p轨道(2.56μ_B)和O2p轨道(0.69μ_B)电子的自旋极化,总磁矩为3.21μ_B。NA8-ZnONRs体系对X方向电场有较强的响应,通过调节X方向电场的幅度,可以有效调节体系的磁矩。在X方向电场作用下体系仍具有铁磁金属性,磁性也主要来源于N2p和O2p轨道电子的自旋极化。施加X方向应力作用后,体系仍表现为铁磁金属性。与NA8-ZnONRs纳米带磁矩相比,体系的总磁矩均发生了较大幅度的增长,表明体系对应力作用具有较明显的相应。但随着应力幅度的调节,总磁矩的变化较平坦。表明施加应力可以有效调节体系的磁矩,但在较小应力范围内,体系对应力变化的相应不明显。     

Cu2O/ZnO的形貌可控制备及光催化性能

以CuSO₄和ZnCl₂为原料, 采用温和的液相还原法制备得到Cu₂O/ZnO微米结构高效光催化剂. 研究了不同[Cu²⁺]/[Zn²⁺]比条件下所得Cu₂O/ZnO复合物的形貌和光催化活性. 通过5.5 h的光照, Cu₂O/ZnO光催化剂对甲基橙染料的降解率为(77.5±0.1)%. 将多形貌Cu₂O/ZnO复合物作为阳极, 铂片作为对电极, 中间注入甲基橙溶液, 组装“三明治”结构拟电池, 研究了复合物的光降解机制.