紫外光辐照下CH3NH3PbI3基钙钛矿太阳能电池失效机制

随着光伏产业的不断发展,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的研发成为科学与工业界广泛关注的焦点。到目前为止,其光电转换效率已经提高到了25.2%,成为替代硅基太阳能电池的核心方案之一。然而,钙钛矿太阳能电池的稳定性较差,容易受到环境中氧气、水分、温度甚至光照的影响,这严重制约了其大规模推广与应用。大量科学研究表明,如何避免紫外辐照下有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的性能衰减,对于提高钙钛矿太阳能电池的光照稳定性至关重要。然而到目前为止,仍然没有系统的工作来对紫外辐照下钙钛矿太阳能电池性能以及微结构演化过程进行详细的表征与分析。本文中,我们利用聚焦离子束-扫描电子显微分析(FIB-SEM)以及球差校正透射电子显微分析(TEM)等技术,全面地研究了紫外辐照过程中有机无机杂化钙钛矿太阳能电池性能变化规律以及电池微结构演化特征。实验结果表明,紫外辐照过程中太阳能电池内部会形成0.5–0.6 V的内建电场,钙钛矿中的I^-离子在电场的驱动下向金属Au电极和空穴传输层2, 2’, 7, 7’-四[N, N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9, 9'-螺二芴(Spiro-OMeTAD)一侧迁移;随后,空穴传输层与金电极的界面处,碘离子与光生空穴一起与金电极发生反应,将金属态Au氧化成离子态Au⁺。而Au⁺离子则在内建电场的驱动下反向迁移穿过钙钛矿MAPbI₃层,直接被SnO₂和MAPbI₃界面处的电子还原形成金属Au纳米团簇。除此之外,紫外辐照过程中钙钛矿太阳能电池性能降低的同时,往往伴随着Spiro-OMeTAD与钙钛矿界面处物质迁移、钙钛矿薄膜内晶界展宽以及Au纳米颗粒周围MAPbI₃物相分解等现象。以上各种因素的协同作用,共同导致了紫外光照下有机无机杂化钙钛矿太阳能电池光电转换性能(PCE)、开路电压(V_oc)以及短路电流(J_sc)等性能参数的急剧下降。     

基础化学实验教学的新理念——再议实验教学之本质

最近20年以来,国内高校的本科基础化学实验教学从理念、内容、标准,到组织机构和评价方法,都经历了一系列变化和改革。立足于新的历史机遇和时代,有必要深刻理解和厘清本科阶段基础化学实验教学的本质和角色,既不轻视和简慢其地位、也不夸大和拔高其效用;须还基础实验教学以其本来面目,着重深挖其在传播"第三类知识"(Knowhow)以及培养"元认知"能力当中的不可替代作用,才能在化学实验教学改革大潮中不懈怠、不迷惘。     

同位素稀释-气相色谱-质谱法测定食品接触纸制品中3-氯-1,2-丙二醇和1,3-二氯-2-丙醇的迁移量

建立了同位素稀释-气相色谱-质谱法（GC-MS）同时测定食品接触纸制品中3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）和1,3-二氯-2-丙醇（1,3-DCP）迁移量的方法。以4%（体积分数,下同）乙酸溶液、10%（体积分数,下同）乙醇溶液、50%（体积分数,下同）乙醇溶液和橄榄油为食品模拟物,根据GB 5009.156-2016和GB 31604.1-2015对样品进行迁移试验。称取迁移后的样品溶液10.00 g,经5 mL异辛烷（4%乙酸溶液、10%乙醇溶液、50%乙醇溶液）或2 mL甲醇（橄榄油）萃取,离心,氮吹至近干后,再加入含100μg·L^-1 3-MCPD-d₅和1,3-DCP-d₅的内标溶液1.0 mL,得到样品浓缩液。用气密针向样品浓缩液中加入20μL衍生试剂[含1%（质量分数）三甲基氯硅烷的N,O-双（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺溶液],于80℃衍生60 min。采用GC-MS分析,内标法定量。结果显示：3-MCPD、1,3-DCP标准曲线的线性范围均为5～100μg·L^-1,检出限（3s）均...     

锰氧化物中氧空位的构建及其催化氧化苯系物作用机制研究进展

作为一种过渡金属氧化物,锰氧化物以其多晶型、储/释氧能力强、蕴含丰富氧物种、结构缺陷可控等优点被广泛应用于苯系物的热催化氧化。其中,具有众多特性的氧空位能有效促进苯系物的完全催化氧化,因而成为各界研究的焦点。我们综述了常见的氧空位构建方法及表征技术,并总结了在苯系物催化氧化过程中,锰氧化物中氧空位的几种重要作用机制对催化活性和抗水性能的积极影响。最后文章对氧空位构建新方法、形成机理、具体过程及其在锰氧化物热催化氧化苯系物领域中的应用进行了总结和展望。     

初中化学“主题式项目化学习”的理念与实践*

初中化学“主题式项目化学习”是学生在主题情境中,从先前项目经验中汲取灵感,对真实且具有内在联系的驱动型任务进行深入探究的学习方式。“主题式项目化学习”的各个项目不是独立的,而是具有层层递进的内在联系,并被整合进一个主题情境中。不同项目之间的“相似性”为学生提供了迁移和应用知识的机会,而“相异性”又迫使学生审慎思考知识的适用范围。新旧项目的不断交互串联起了学生的学习历程,使经验连续生长、认知不断发展。     

国内外化学教师PCK评价量规的实证研究述评*

主要从化学教师PCK评价量规的建立方式、测查内容、特征属性,以及应用量规测查PCK水平实证研究的研究设计、研究目的等维度梳理了相关文献。综述表明:(1)国内外研究均较多基于已有成果建立量规,较少基于原始数据生成量规,对比国外,国内有关后者的研究更为稀缺;(2)国内外研究均较多测查KoC,KoL,KoS,而较少测查KoA,CTO以及整合水平;(3)国内外研究均较多应用化学学科专属型评价量规,少部分国内研究开发了化学主题专属型评价量规;(4)与国外相比,国内研究较少应用概念图法和定性定量混合型分析方法;(5)相对而言,国内研究更关注调查型研究,但较少探查PCK水平与其他变量的关系,较少关注干预型研究。文末据此对我国开发本土化的化学教师PCK评价量规用于实证研究与化学教师教育提出建议。     

高中化学新手熟手专家教师教学策略知识比较*

以“原电池”教学主题为载体自编调查问卷,选取河北省90位在职高中化学教师进行教学策略知识(Knowledge of instructional strategies,简称KoIS)测查。应用单因素方差分析与多重比较LSD法,从教学策略与表征的选择、应用、调整、反馈以及评价等5个维度对新手、熟手和专家教师KoIS之间的差异及其表现特征进行了比较和分析,并据此提出相关建议,为促进高中化学教师KoIS水平提升提供借鉴和参考。     

亲核性1,2-重排为何迁移基团的构型保持不变*

亲核性1,2-重排反应是有机化学的重要反应之一,重排中离去基团的离去和迁移基团的迁移步骤既可以是分步的,也可以是协同的,但是迁移基团的构型始终保持不变。本文用超共轭效应和反应过程中有机立体电子效应解释了此现象,掌握一般规律,希望能够从教学上便于教师讲授和学生学习理解。     

超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱法同时测定食品接触用塑料中50种添加剂的迁移量

为评估食品接触用塑料中添加剂的迁移风险,采用超高效液相色谱－四极杆飞行时间质谱（UPLC－QTOF MS）建立了同时测定食品接触用塑料中50种添加剂迁移量的方法。以甲醇和0.01%（体积分数）甲酸－5 mmol/L乙酸铵溶液为流动相进行洗脱,采用目标离子采集（Target MS/MS）模式对目标物的一级离子与二级离子进行监测。结果表明,各物质在0.02～5 mg/L质量浓度范围内线性关系良好,方法检出限为0.01～0.1 mg/kg,加标回收率为92.6%～104%,相对标准偏差（RSD）为0.60%～8.4%。在20款实际样品中有12个样品检出塑料添加剂,其中2个样品检出壬基酚,迁移量为0.033～0.071 mg/kg;6个样品检出抗氧化剂1076和抗氧化剂168,迁移量为0.12～3.3 mg/kg;4个样品检出光引发剂369、光引发剂ITX和光引发剂TPO,迁移量为0.054～4.0 mg/kg。该方法简单、灵敏、准确,适用于食品接触用塑料中50种添加剂迁移量的检测。     

回归知识本原 构建生命课堂——以“常见物质的检验”为例

以“常见物质的检验”的教学为例,运用化学史料帮助学生自主建构知识体系,促进学生追寻知识本原,实现思维进阶,发展核心素养,并阐述运用化学史料构建高中化学生命课堂的实施策略。