甲苯作为绿色反溶剂制备钙钛矿太阳能电池

自2008年至今,钙钛矿太阳能电池的光电转化效率已从3.8％飞跃到25.2％.由于钙钛矿材料吸光范围较宽,载流子扩散长度较长,并且拥有独特的双极性载流子传输特性而备受关注.在钙钛矿太阳能电池中,钙钛矿材料的薄膜形貌与光电流和光电压的大小有密切联系,高质量的薄膜可以有效改善太阳能电池的性能.本文利用甲苯充当反溶剂制备钙钛...     

溶胶-凝胶法制备Bi0.5 (Na0.825 K0.175)0.5TiO3粉体

用溶胶一凝胶法制备了Bi0.5 (Na0.825 K0.175)0.5TiO3(简称BNKT17.5)的稳定溶胶,经退火处理得到了BNKT17.5无铅压电陶瓷粉体.研究了制备工艺条件对前驱体溶液和凝胶形成的影响并利用TG-DSC、X射线衍射(XRD),透射电镜(SEM)等技术研究了凝胶预烧温度、预烧晶体结构及晶形状况,结果表明乙酰丙酮与金属Ti离子的物质的量比[n(ACAC)/n(Ti4+)]及pH值是影响前驱体溶液和凝胶形成的主要因素.600℃以上退火处理的粉体样品呈单一的钙钛矿结构,晶粒大小在100 nm左右.     

以PVP为添加剂的BST薄膜制备与结晶性能

用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si(100)基片上沉积Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜,采用SEM、XRD、AFM分析薄膜的表面形貌和结晶行为。为抑制薄膜裂纹,在前驱体溶液中加入高分子聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。结果表明,经700℃退火1h,得到表面平整、致密、无裂纹和孔洞以及晶粒取向高度一致的薄膜。薄膜钙钛矿结构明显,并随温度的升高而趋于完善。在结晶初期形成规则的柱状晶粒在长大和吞并的过程中逐渐形成颗粒状晶粒。薄膜的晶粒大小和表面粗糙度随退火温度的升高而增大。在平均晶粒较大且晶界分明的情况下,薄膜的均方根粗糙度仍能保持在7.854nm左右。     

全无机混合卤化物钙钛矿量子点CsPbBr_xI_(3-x)相分离研究

混合卤化物钙钛矿量子点CsPbBr_xI_(3-x)的带隙高度可调,是光伏和光电领域有广泛用途的纳米材料.在激光连续照射下发生的相分离会降低光电器件的效率,严重影响混合卤化物钙钛矿纳米晶在器件中的应用.本文制备了CsPbBr_(1.5)I_(1.5)和CsPbBrI_2钙钛矿量子点薄膜,对激光激发下的相分离行为与卤化物组成比例、光照时间、激光功率和旋涂浓度的关系进行了研究.研究发现:在不同光照时间、激光功率和旋涂浓度条件下,CsPbBr_(1.5)I_(1.5)量子点薄膜都产生了光谱蓝移的相分离,随后在黑暗下放置一段时间后再次进行测量,发现这种相分离是可逆的;而制备的CsPbBrI_2量子点薄膜在不同功率、光照时间、旋涂浓度下都很稳定,没有发生相分离,光谱只有略微蓝移.     

Cu2ZnSnS4薄膜的制备及其光电性质研究

利用真空蒸镀法在钠钙玻璃上连续蒸镀Cu/Zn/Sn金属前驱体,在氮气保护下,在550℃对前驱体进行硫化,制备出具有类黝锡矿结构的多晶CZTS薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-VIS)、霍尔测量仪对样品进行了晶体结构、光学性质和电学性质表征.讨论了样品中预期成份比Cu/(Zn Sn)对CZTS薄膜结构及光电特性的影响.结果表明,当Cu/(Zn Sn)为0.57时,薄膜具有大于104cm-1光吸收系数、禁带宽度约为1.52 eV、较小的电阻率和较高的电子迁移率,适合作为太阳能电池吸收层.     

铁铬系高温变换催化剂晶体生长和催化性能的研究

采用共沉淀方法制备铁基变换催化剂,利用活性测试、XRD、TEM和TPR等表征手段研究了中和终点pH和熟化过程对前驱体、还原态催化剂的结构与活性的影响.试验结果表明,当pH控制在9～10之间,助剂铬进入γ-Fe2O3晶格,填入八面体和四面体空隙,降低了γ-Fe2O3晶体的结晶度,溶液的过饱和度有利于晶体的生长,形成均匀性较好的颗粒,加大了比表面积,提高了催化剂的活性.经熟化过程处理的样品还原温度升高,活性和热稳定性均有提高.     

电沉积n—CdTe薄膜的研究

用电沉积法制备ｎ—ＣｄＴｅ薄膜，可降低半导体材料的消耗和生产费用，对降低太阳电池成本具有很大吸引力。本文通过不同衬底和不同阴极电位电沉积制备ＣｄＴｅ薄膜，进行不同温度下的热处理。对多晶ＣｄＴｅ薄膜做了ＸＲＤ分析，并在由ＣｄＴｅ薄膜作光电极，碳棒为对电极，多硫氧化还原体系Ｎａ２Ｓ＋ＮａＯＨ＋Ｓ溶液作为电解液的光电学电池中做光电Ｉ——Ｖ特性测量，发现以Ｎｉ作衬底及阴极沉积电位－０．６７—－０．７０Ｖ（对照ＳＣＥ）下沉积出的ＣｄＴｅ薄膜光电性能较好，如对薄膜进一步在马福炉中２５０°下供烤１５—４５分钟，其光电转换效率将得到进一步提高。     

溶胶-凝胶法制备0.94(K0.5 Na0.5)NbO3-0.06LiNbO3陶瓷粉体

以五氧化二铌和钾、钠及锂的碳酸盐为原料,以柠檬酸为螯合剂、乙二醇甲醚为添加剂,采用溶胶-凝胶法制备了0.94(K0.5Na0.5)NbO3-0.06LiNbO3,无铅压电陶瓷粉体.研究了各种工艺条件对前驱体溶液和凝胶形成的影响,利用TG-DTA、XRD及SEM等技术研究了凝胶焙烧温度、焙烧粉体的粒度及晶形状况.研究结果表明:柠檬酸与金属离子的物质的量比[n(CA)/n(M2+)]及PH值是影响前驱体溶液和凝胶形成的主要因素.用溶胶-凝胶法合成KNLN6粉体,具有合成温度低,合成的粉体晶粒细小,分散均匀等优点.     

制备温度对SnO_2/Au/SnO_2三层结构透明导电薄膜光学和电学特性的影响

采用脉冲激光沉积技术在石英衬底上制备了SnO_2(40 nm)/Au(8 nm)/SnO_2(40 nm)三层薄膜结构.分别利用扫描电子显微镜、紫外可见光分光光度计、四探针电阻测试仪等研究了制备温度对多层薄膜的形貌、结构和光电性能的影响.结果表明,制备温度对SnO_2/Au/SnO_2透明导电薄膜的光电性能有较大影响,随着衬底温度的升高,三层膜的品质因数逐渐下降.当制备温度为20℃,SnO_2/Au/SnO_2在可见光区(400~800 nm)的平均透过率为69.7%,面电阻为6.8Ω/sq,薄膜具有最佳品质因数3.96×10~(-3)Ω~(-1).     

无机钙钛矿纳米晶CsPbBr3高温光致发光研究

无机钙钛矿纳米晶材料具有优良的物理特性,是光伏和光电领域有广泛用途的纳米材料;但高温时光致发光(PL)强度的降低,严重影响无机钙钛矿纳米晶的实际应用.本文制备了CsPbBr3@SiO2核壳纳米晶,并在300～550 K的温度下研究了无机钙钛矿纳米晶CsPbBr3的PL行为.研究发现,随着测试温度的升高CsPbBr3纳米...     

ZnO:Al透明导电薄膜的制备与性能研究

运用溶胶-凝胶技术,在普通玻璃基片上制备Al3 掺杂的ZnO透明导电薄膜.采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的结构和形貌进行了表征,通过紫外-可见吸收光谱和标准四探针法对其光电性能进行了研究.结果表明,采用溶胶-凝胶法制得的ZAO薄膜为纤锌矿型结构,呈C轴方向择优生长;在适宜的条件下,薄膜的可见光透过率达到80%以上;电阻率为3.1×10-3Ω.cm;涂层厚度、预处理温度和热处理温度对薄膜结构和光电性能有较大影响.     

共沉淀法制备Nd：YAG粉体及其表征

以Y（NO3）3.6H2O、NH4Al（SO）4.12H2O、Nd（NO3）3.6H2O、NH4HCO3为原料,采用共沉淀法制备Nd：YAG粉体。采用红外光谱仪（FT-IR）对前驱体进行了成份分析,X射线衍射仪（XRD）检测了粉体物相组成。研究了混合溶液、沉淀剂溶液浓度及焙烧温度等因素对Nd：YAG粉体合成的影响。结果表明：混合盐溶液及沉淀剂溶液的浓度对合成纯相Nd：YAG粉体至关重要;以0.08 mol/L NH4Al（SO）4和0.048 mol/LY（NO3）3为混合溶液,0.5 mol/LNH4HCO3为沉淀剂制备的前驱体经900℃煅烧2h,可直接转变为纯相YAG粉体。     

纳米锆钴复合氧化物的制备及其催化性能研究

以Co（NO3）2·6H2O和ZrOCl2、PVA等为基本原料，采用溶胶-凝胶法制备出前驱体，前驱体经高温煅烧获得锆钻复合氧化物粉体．然后通过TG—DTA、FT—IR、XRD等方法对前驱体及产物的物性和结构进行表征，揭示其内在的物理化学特性，并对其催化性能进行了研究．     

高分子辅助沉积法制备氧化物和氮化物薄膜

高分子辅助沉积法是近年来发展起来的一种薄膜沉积方法。该方法利用高分子与金属键合形成均匀稳定的溶液,将溶液涂覆在基片上后,通过热处理使高分子分解而形成薄膜。该文介绍了使用该方法制备的一些具有代表性的氧化物和氮化物薄膜,包括简单氧化物/氮化物,如TiO2、GaN和AlN等,复杂氧化物/氮化物如(Ba,Sr)TiO3、Ti1-xAlxN等。通过X射线衍射、透射电镜、介电测试和光学测试等方法对薄膜的结构和性能进行了表征和分析,并探讨了基片和工艺条件对结构和性能的影响。这些结果表明高分子辅助沉积法可以广泛应用于制备各种高质量的氧化物和氮化物薄膜。     

Leached型尖晶石结构LiMnO_2合成与表征

以LiOH.H2O和MnAc2.4H2O为原料直接沉淀得到沉淀物后,通过焙烧合成了尖晶石结构LiMn2O4.利用XRD研究了沉淀方式、焙烧温度对沉淀物及其在焙烧过程中结构的影响,并研究了所合成LiMn2O4样品在盐酸溶液中Li的脱嵌性能及Li脱嵌后样品在CuSO4溶液中吸附与插嵌行为.研究表明,正加法有利于前驱体向LiMn2O4的转化,前驱体在800℃以上焙烧才能制备晶形完整,结晶度高的尖晶石结构LiMn2O4;800℃焙烧所合成的尖晶结构LiMn2O4在0.5 mol/L盐酸溶液浸洗20 min即达到平衡,氢离子取代大部分Li离子进入到尖晶石LiMn2O4的晶格中,95%的锂离子被洗出,形成富锰型尖晶石结构HxLi1-xMn2O4,导致LiMn2O4的晶胞发生收缩,晶胞参数和体积减小,但没有改变原有的LiMn2O4尖晶石结构.浸铜后保持了原有的LiMn2O4尖晶石结构,只是晶胞参数比HxLi1-xMn2O4又略有增加,晶粒变大.     

多元氧化物电子薄膜材料的单胞生长模式与界面应力诱导效应的研究

多元氧化物薄膜,特别是ABO_3钙钛矿结构的薄膜由于有铁电、压电、热释电和超导等特性和在多功能电子器件上的广泛应用而成为电子功能材料研究的热点．该文利用激光分子束外延和磁控溅射等薄膜制备技术,采用反射式高能电子衍射(RHEED)对薄膜的生长进行原位实时的检测分析,确定了在不同的工艺条件下氧化物薄膜的层状、层岛混合和岛状生长模式。优化了薄膜的生长条件,实现了对薄膜生长模式的有效控制,绘制出SrTiO_3、BaTiO_3等薄膜的生长模式图谱。测量计算了薄膜的表面活化能和沉积粒子在表面的有效扩散率,发现氧化物薄膜表面的生长运动单元具有活化能小、迁移时间长等重要特点,采用原子力显微镜(AFM)和掠入射XRD对层状生长薄膜的层厚结构进行了精细测量,提出了氧化物薄膜单胞生长动力学模型,即薄膜生长的主要单元是以B-O八面体为主体的单原胞基团．在此基础上,系统地研究了薄膜生长异质界面应力释放行为和对结构性能的影响,在小失配度、中等失配度和大失配度下体现出的不同生长规律,出现了在临界厚度下的相干外延、应变岛、双晶外延和近重位点阵等现象．最后,通过薄膜和衬底的失配度的选择来调整界面应力的影响,并通过工艺条件来诱导薄膜结构取向,如采用薄膜自外延技术和自缓冲层技术,有效地控制和大幅度改善了铁电薄膜、介电薄膜、超导薄膜和热释电薄膜的微结构和电磁性能。     

二次电池正极材料MgMnSiO_4的制备及电化学性能研究

本文以KCl、LiCl、MgO、MnCO_3和SiO_2为原料,通过熔盐法制备前驱体,分别在450℃和550℃热处理,成功制备出二次电池正极材料MgMnSiO_4.分别采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对其微观组织、结构进行表征,结果显示:450℃制备的硅酸锰镁纯度最高,晶体形貌更为均匀.利用循环伏安法对二次电池的电化学性能进行检测,在第14次循环的放电容量可达8mAhg~(-1),稳定放电电压达1.8V,内阻在几十到一百欧姆之间.     

Fe3O4负载纳米TiO2的微乳液法制备与表征

采用油酸/正丁醇/NaOH溶液制备了Fe3O4负载纳米TiO2.用微乳体系制备出纳米二氧化钛前驱体,然后由表面活性剂稳定和保护的纳米粒子在氢键吸附等作用力下包覆于Fe3O4载体的表面.用热重-差热分析、扫描电镜(SEM)、红外光谱法和X-射线衍射(XRD)对其结构进行分析.SEM和XRD的结果表明,所制得TiO2粒子为锐钛矿晶型,粒径为15 nm左右,呈球形分布于Fe3O4表面.用分光光度法测得TiO2的包覆率为34.2%.     

ITO表面改性对有机电致发光器件性能的影响

采用乙醇、氧等离子、NaOH、浓硫酸分别对氧化铟锡薄膜进行了处理;利用原子力显微镜、X-射线光电子能谱、接触角测试仪对处理后薄膜的表面形貌、化学组分及表面能进行了研究。实验结果表明经浓硫酸和NaOH处理后的氧化铟锡薄膜表面具有较低的粗糙度、较小的表面颗粒半径、较低的碳污染以及较高的表面能;另外,以不同材料处理的氧化铟锡基片为阳极采用真空热蒸发法制备了双层结构发光器件ITO/NPB/AlQ/Mg:Ag/Ag,并对器件的电流-电压(J-V)、亮度-电压(B-V)特性以及效率(η)进行了测试和分析,结果表明乙醇处理基片做制备器件性能最差,而经浓硫酸、NaOH处理后的氧化铟锡基片所制备的双层器件的光电性能优于氧等离子处理,其启亮电压更低,发光亮度及效率更高。     

Ta: SnO2薄膜的制备与性能研究

SnO2作为一种典型的宽带隙半导体材料具有许多优异的物理和化学性质，例如极高的电子电导率、可见光透过率和化学稳定性，因此广泛用于光电材料、太阳能电池和气敏材料等各领域。采用溶胶 凝胶法在玻璃基片上制备了Ta掺杂SnO2透明导电薄膜，其中Ta含量在8 atom.%左右。Ta:SnO2薄膜的表面形貌较平整，但由于局部应力使薄膜出现了细小的断裂。Ta:SnO2薄膜为金红石结构，结晶程度较高，由于Ta5+、Sn4+离子半径接近，Ta原子溶入SnO2的晶格中置换Sn原子位置形成了稳定均一的固溶体结构，因此没有第二相出现，但是其晶格常数略有变化。