导读:本文包含了杂化纳米晶论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:聚合物,纳米晶,界面性质调控,杂化太阳能电池
杂化纳米晶论文文献综述
曾庆森[1]（2019）在《聚合物纳米晶杂化太阳能电池的界面性质调控与性能优化》一文中研究指出太阳能的高效利用一直被视为解决全球能源危机问题的重要途径,而太阳能电池是实现太阳能快速转化为电能的有效手段。经过几十年的发展,基于溶液加工的第叁代太阳能电池依然是当下的研究热点。聚合物纳米晶杂化太阳能电池结合了聚合物柔性、易加工、高消光系数以及纳米晶宽的吸光范围、高迁移率、高稳定性的优点,具有极其重要的研究意义和应用前景。但由于聚合物纳米晶双相体系中相分离的难控制性以及纳米晶表面缺陷的存在,复杂的界面结构大大降低了活性层中电荷的分离和传输效率,因此限制了器件性能。在此背景下,本论文聚焦于聚合物纳米晶杂化太阳能电池中的界面性质调控,从纳米晶的表面和聚合物纳米晶两相界面两个方面出发,开展了一系列创新性的研究。从关键创新点来讲,本论文在聚合物纳米晶杂化太阳能电池领域的贡献如下:揭示了氯离子对水溶性CdTe纳米粒子光物理性质、聚合物杂化太阳能电池性能及其载流子动力学的影响;改进器件结构,制备出的聚合物/CdTe纳米晶平面异质结太阳能电池的器件性能达到5.9%,是同时期水溶液加工的聚合物CdTe纳米晶电池的最高值;开发了聚合物钝化CsPbI_2Br纳米晶表面缺陷的新方法,大幅降低无机钙钛矿电池的能量损失,获得超过1.3 V的开路电压和12%的光电转化效率,均是同时期无机钙钛矿电池的最高值。具体来讲,本论文的工作归纳为如下叁个方面。1、在第二章中我们合成了不同氯含量的水溶性的CdTe纳米晶和聚芳基乙炔(PPV)前驱体,并以此为活性层材料制备了水相加工的杂化太阳能电池。详细研究了氯离子对CdTe纳米晶的光物理性质、晶体生长、活性层形貌、器件性能以及载流子动力学的影响。揭示了氯离子在CdTe的表面钝化了Cd~(2+)的悬挂键缺陷的关键问题;同时氯离子促进CdTe纳米晶的在退火过程中的生长,有利于电荷传输;基于这种氯钝化的CdTe纳米晶的杂化器件最终获得5.25%的光电转化效率。2、在第叁章中我们改进了水溶液加工的聚合物纳米晶杂化太阳能电池的器件结构,制备了平面异质结太阳能电池,改进后的器件结构具备更优化的能级排列,增强了界面的电荷转移,降低了界面的非辐射复合,同时也增强了内建电场。基于这种新型的聚合物/CdTe平面异质结太阳能电池的器件性能达到5.9%。3、第四章是将上一章的器件结构继续推广到钙钛矿纳米晶太阳能电池,制备了高开路电压和低能量损失的聚合物钙钛矿纳米晶平面异质结太阳能电池。无机钙钛矿具有更佳的光、湿和热的稳定性,但纳米晶的表面缺陷限制了器件的开路电压和效率。我们提出了聚合物钝化CsPbI_2Br钙钛矿纳米晶表面缺陷的新策略,降低了界面缺陷复合;通过退火进一步降低了聚合物界面层的能级无序度,增强了空穴转移速率。最终获得了开路电压超过1.3 V,能量损失仅为0.5 eV的光伏器件,器件效率也突破12%,均为同时期无机钙钛矿电池的纪录值。综上所述,本论文聚焦于聚合物纳米晶杂化太阳能电池的界面性质调控,通过优化纳米晶表面性质和聚合物纳米晶界面性质,获得优异的电荷传输和载流子转移性能,最终实现器件性能的逐步提升。本论文对聚合物纳米晶杂化太阳能电池的发展及太阳能电池中界面性质的理解具有重要的借鉴意义。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-05-01）
陈楠楠[2]（2019）在《基于氧化锌电子传输层的聚合物/纳米晶杂化太阳能电池及其性能研究》一文中研究指出随着全球能源消耗,环境破坏和资源枯竭的日益加剧,人们意识到发展清洁、可持续太阳能的重要性。水相加工法制备的聚合物与纳米晶杂化太阳能电池兼具有聚合物的柔性、轻便和纳米晶的高消光系数、带隙可调等特点引起研究者们的广泛关注。近年来,人们在改善活性材料的缺陷、优化器件结构等方面都取得了显着的进展。然而,如何提高载流子的传输能力和提取效率,控制耗尽区的宽度,一直是一个挑战。为了解决上述问题,本论文主要开展以下两方面工作:(1)氧化锌作为电子传输层构筑CdTe/PPV单边体相异质结杂化太阳能电池。构筑结构为ITO/ZnO/CdTe/CdTe:PPV/MoO_3/Au的太阳能电池器件。通过对ZnO的光物理性质进行研究,发现相比于以往水相加工法常用溶胶-凝胶的TiO_2电子传输层,ZnO具有高透过率和高导电性的优点,可以增强活性物质对光的吸收,提高短路电流、载流子的传输能力和提取效率以及填充因子。此外,发现电子传输层ZnO与活性层CdTe之间具有较大的能级差,有利于电子从CdTe向ZnO的注入。ZnO电子传输层具有比TiO_2更强的电子提取能力,可以加快CdTe相中载流子的分离,改善填充因子,增强器件性能。最终,器件获得4.68%的光电转换效率,相比于以TiO_2为电子传输层的光伏器件,这个器件的光伏性能提高了11.4%。(2)氧化锌作为电子传输层构筑ZnO/CdTe和CdTe/PPV双边体相异质结杂化太阳能电池。为了拓宽耗尽区宽度,延长载流子寿命,在(1)的基础上,引入一层ZnO:CdTe异质结薄膜成功构筑双边体相异质结杂化太阳能电池,其电池结构为ITO/ZnO/ZnO:CdTe/CdTe/CdTe:PPV/MoO_3/Au。通过调控ZnO:CdTe杂化相的厚度和形貌获得6.51%的最佳光电转换效率。深入的研究表明,与薄的TiO_2:CdTe体相异质结相比,厚的ZnO:CdTe杂化相可以有效增强光吸收和载流子提取能力,拓宽耗尽区的宽度,延长载流子寿命,有利于增加短路电流和填充因子,最终获得了基于水相杂化太阳能电池中最高的短路电流(19.5 mA cm~(-2))和最宽耗尽区宽度(177 nm)。(本文来源于《东北师范大学》期刊2019-05-01）
张志鹏,孙方方,朱兆华,戴杰,高锴[3]（2019）在《非传统溶液外延法在金属硫化物纳米片表面生长有机无机杂化钙钛矿纳米晶（英文）》一文中研究指出基于外延异质结构的有机-无机杂化钙钛矿/二维纳米片复合材料在光电领域具有很好的应用前景,但目前使用的固相制备方法大大限制了这一目标的实现.我们通过精细调节溶剂环境,成功利用外延沉积的方式实现了在叁角/六方相MoS_2纳米片表面生长立方相MAPbBr_3(MA=CH_3NH~+_3)钙钛矿纳米晶.虽然MAPbBr_3与MoS_2存在较大的晶格不匹配度,但是由于MoS_2纳米片性质柔软且表面缺失悬挂键,可以在两条不同方向上观察到较高容忍度(～1%错位)的外延生长关系.这种外延界面的形成有利于MAPbBr_3与MoS_2之间有效的能量转移,因此基于MAPbBr_3/MoS_2异质结的纸质器件与MAPbBr_3或MoS_2器件相比具有更优异的光电性能.此外,除了提高光吸收能力和能量传递, MoS_2纳米片的存在还为离散的MAPbBr_3纳米晶提供柔性和连续的基底,从而改善了MAPbBr_3纳米晶粒的成膜能力.这种液相外延法可用于高性能的有机无机杂化钙钛矿与二维材料的异质结构材料的大规模制备,将推动异质结构材料在光电领域的广泛使用.(本文来源于《Science China Materials》期刊2019年01期）
Somia,Yassin,Hussain,Abdalkarim（苏美儿）[4]（2018）在《纤维素纳米晶/氧化锌杂化材料的结构设计及其生物聚酯膜的改性研究》一文中研究指出Biodegradable polyesters are a relevant candidate in the field of biomedical applications such as drug delivery,wound dressings,tissue engineering owing to their suitable properties to support cellular growth and proliferation.However,the applications of biodegradable polyesters in the biomedical are limited due to their low degradation rate,uncontrollable degradation for many clinical applications,poor mechanical and thermal properties.Therefore by understanding the combined effects of inorganic Zn O nanoparticles and biomass cellulose nanocrystals(CNCs)from most abundant natural cellulose resources as UV absorber and antibacterial agents into biopolyester especially(poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxy valerate,PHBV)matrix with or without the addition of polyethylene glycol(PEG)as organic phase change materials could provide new prospects to the sustainable use of nanotechnology and nanocomposites with improvement in the thermal and mechanical properties for potential applications in antibacterial wound dressings,UV shielding materials,drug delivery,and thermal energy storages fields.In this dissertation,a series of ultra-high performance biopolyester nanocomposites were successfully fabricated by well dispersed of CNC-Zn O nanohybrids with modulated contents as nanofillers into bio-polyester(poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxy valerate,PHBV)matrix.The impact of nanofillers content and fabrication techniques on their structures designs and properties were discussed in details.This research can provide a theoretical basis and technical guidance for the preparation and fabrication of these novel biopolyester nanocomposites with multi-functional properties for potential uses as biomedical biomaterials.The main results are summarized as follows:1)Green synthesis of sheet-like cellulose nanocrystal-zinc oxide nanohybrids withmultifunctional performance through one-step hydrothermal method.In this study,wereport novel sheet-like cellulose nanocrystal-zinc oxide nanohybrids(CNC-Zn O)by using aone-step hydrothermal method.Various concentrations of Zn2+ ions were functionalized inCNC surface and a possible mechanism for the formation of CNC-Zn O nanohybrids with hexagonal sheet-like structure converted to the flower-like structure was also presented.Additionally,the sheet-like CNC-Zn O5.0 showed good antimicrobial activity,excellent thermal stability and high photocatalytic activity of 95.21% of MB dye was decomposed after 200 min under UV light irradiation.More significantly,the CNC-Zn O5.0 nanohybrid can be recycled three times with good Turnover frequency values(TOF).Compared to pure CNC,the maximum degradation temperature(Tmax)of sheet-like nanocrystal-Zinc oxide nanohybrid with the addition of 5 mmol Zn2+ ions(CNC-Zn O5.0)nanohybrid was improved by 23.1 ℃,and its limiting oxygen index increased up to 49.6%.This work provides a simple preparation procedure of sheet-like CNC-Zn O nanohybrids with good antimicrobial,photocatalytic and thermal properties for attractive applications as biomedical materials and flame-retardants.2)Sheet-like cellulose nanocrystal-Zn O nanohybrids as multifunctional reinforcing agentsin biopolyester composite nanofibers with ultrahigh UV-Shielding and antibacterialperformances.The uses of inorganic metal oxide and Zn O nanohybrids as UV absorbershave potential to increase the production of UV-protective textile,which will also overcome the drawbacks of organic molecules and prevent negative impacts on human health and environment.In this work,sheet-like cellulose nanocrystal-Zinc oxide(CNC-Zn O)nanohybrid was successfully developed by a one-step hydrothermal method.The obtained CNC-Zn O nanohybrids as UV absorber and antibacterial agents were introduced into biopolyester(poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate,PHBV)by using electrospinning process.The addition of sheet-like CNC-Zn O can greatly enhance PHBV thermal stability and crystallization ability.In addition,excellent antimicrobial ratios of Escherichia coli and Staphylococcus aureus,and high absorbency of solution A(9.82 g/g)were obtained for the composite nanofibers with 5 wt % CNC-Zn O.Moreover,most of the UV irradiations were blocked out for both UVA(99.72%)and UVB(99.95%)with high UPFvalue of 1674.9 in the resulting composite nanofibers with 9 wt % CNC-Zn O.This study provides a novel method to produce sheet-like CNC-Zn O with multifunctional properties and its nanocomposite for potential uses as wound dressings and other functional biomaterials.3)In vitro degradation and possible hydrolytic mechanism of PHBV nanocomposites byincorporating cellulose nanocrystal-Zn O nanohybrids.Fabrication and characterization ofbiodegradable nanocomposites based on poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)(PHBV)matrix reinforced with cellulose nanocrystal(CNC-Zn O)nanohybrids via simple solution casting process for possible use as antibacterial biomedical materials is reported.The obtained nanocomposites exhibited good antibacterial ratio of 95.2-100% for both types of bacteria namely S.aureus and E.coli and showed 9-15% degradation after one week.The addition of CNC-Zn O showed a positive effect on hydrophilicity and barrier properties.More significantly,the nanocomposites with 10 wt% CNC-Zn O showed enhancement in tensile strength(140.2%),Young's modulus(183.1%),and the maximum decomposition temperature(Tmax)value increased by 26.1 ℃.Moreover,this study has provided a possible mechanism for using such nanofillers on the hydrolytic degradation of PHBV,which was beneficial to obtain the high-performance nanocomposites with modulated degradation rate for antibacterial biomaterials.4)Sun-light and thermo-sensitive responsive of PHBV phase change materials withfunctionalized Cellulose nanocrystal-Zn O nanohybrids for thermal energy storage andcontrollable drug release behavior.In this study,we demonstrated sunlight andthermo-sensitive responsive functionalized cellulose –Zn O nanohybrids based PHBV phase change fiber composites(PCF)for thermal energy storage and controllable drug release behavior.It is found that under sunlight irradiation,the PCF composite could absorb light and then transformed light into heat and stored in the PCF composite to produce energy withefficiency between(46.3-34.2%)for the PCF sample without/with the addition of CNC-Zn O nanohybrid.It is found that when the temperature is close to melting point temperature at 60 ℃,the PCF composite with the addition of 5 wt% CNC-Zn O showed percentage of sustained release more than 40.5% and 78.9% of Tetracycline hydrochloride(TH)drug were released over the two weeks with the low and high loading of TH drug content of(10,30 wt%).Thus,the responsiveness of PCF composite aligned with heating has high responsive to temperature-sensitive for controllable accumulative drug release behavior.It is interesting to mention that the high thermal stability of PCF composite as prepared in this work could make them more beneficial and promise in the practical applications for thermal storage and drug delivery.(本文来源于《浙江理工大学》期刊2018-09-15）
金向程[5]（2018）在《基于有机—无机杂化钙钛矿纳米晶发光二极管的研究》一文中研究指出有机-无机杂化钙钛矿纳米晶材料由于有较高的荧光量子产率、较大的激子结合能以及高的色纯度等优点,使其可以作为一种很好的发光材料。然而,目前报道的纳米晶悬浮液的浓度比较低,不易成膜,而且器件的稳定性较差,又缺乏蓝光的器件,这些因素严重阻碍了其进一步的发展。本论文发展了一种简单的电场辅助法来组装有机-无机杂化钙钛矿纳米晶高质量薄膜,并实现了有机-无机杂化钙钛矿纳米晶在发光二极管中的应用。主要研究内容如下:一.高质量有机-无机杂化钙钛矿纳米晶薄膜的组装及其高性能的发光二极管针对高荧光量子产率和高稳定性的低浓度钙钛矿纳米晶悬浮液,发展了电场辅助组装纳米晶的方法,成功制备了高荧光量子产率(80%-90%)的钙钛矿纳米晶薄膜。建立了电场强度、外加电场时间、溶液浓度与钙钛矿纳米晶薄膜覆盖率、厚度和粗糙度之间的关系,获得了最优的实验条件。同时将该方法成功拓展到了其它组分的钙钛矿纳米晶,实现从蓝色到红色全色发光的纳米晶发光层。电场辅助法制备的CH3NH3Pb Br3纳米晶薄膜构筑的发光二极管展示出明亮且纯净的绿光,其在10V的驱动电压下亮度最高可达12450 cd/m2。通过优化器件空穴传输层的迁移率,器件的电流效率可达12.7 cd/A,功率效率为9.7 lm/W,外量子效率为3.2%,是目前基于CH3NH3Pb Br3纳米晶发光器件中的最高值,而且比得上一些全无机钙钛矿纳米晶的器件性能。最后,展示了其在柔性发光器件中的应用,器件在弯曲的状态下依然可以发出稳定明亮的绿光。我们的工作为钙钛矿纳米晶在高性能、低成本显示领域的应用奠定了研究基础。二.利用结构和形貌调控实现高稳定性、高效深蓝色钙钛矿发光二极管提出了利用结构与形貌双重维度调控实现高稳定性、高效深蓝色钙钛矿发光二极管器件的新策略。具体指通过二维层状苯乙基胺溴化铅((C6H5C2H4NH3)2Pb Br4,(PEA)2Pb Br4)钙钛矿材料中的有机长链隔开水氧的影响提高稳定性。另一方面,利用溶剂交换法大规模制备出均匀、少层的(PEA)2Pb Br4二维纳米片,增大激子结合能提高发光效率。利用该策略,首次实现了荧光量子产率超过15%的(PEA)2Pb Br4二维纳米片,其发射峰位于410 nm的深蓝色区域,半峰宽只有10.8 nm。基于此,结合电场辅助沉积法,成功地构筑了基于二维钙钛矿结构的(PEA)2Pb Br4二维纳米片的发光器件。该器件呈现出深蓝色的发光,其亮度最大可达147.6 cd/m2,电流效率和EQE分别为0.19 cd/A和0.31%,其性能是目前为止报道过的基于钙钛矿深蓝色发光器件中最好的。更重要的是,基于(PEA)2Pb Br4纳米片的发光二极管表现出了长期的稳定性,可在相对湿度为50%下连续工作65 h。这一工作为设计和制备高稳定性、高效的深蓝色发光材料提供了新思路。(本文来源于《苏州大学》期刊2018-06-01）
金淦[6]（2018）在《水溶液加工制备的聚合物/纳米晶杂化太阳能电池》一文中研究指出随着煤、石油、天然气等这类一次能源的不断消耗,人类逐步意识到发展可持续能源的必要性。太阳能电池作为将光能直接转换为电能的光电转换设备,早在1954年即被科学家所发明,被认为是将光能转变为人类可利用能源的主要候选者之一。以硅作为光活性材料的第一代硅基太阳能电池已经取得超过26%的光电转换效率,并且其稳定性可达20年以上。但是,硅基太阳能电池的缺点也很明显,比如价格高昂、厚重、无法弯曲等,不利于人类的大规模便携使用。虽然第二代薄膜太阳能电池,如碲化镉、铜铟镓硒等太阳能电池解决了厚重的问题,但依然无法进行卷曲,不方便携带。近年来,第叁代溶液法加工制备的柔性薄膜太阳能电池成为了人类备受关注的焦点,如聚合物太阳能电池、量子点太阳能电池、杂化太阳能电池以及钙钛矿太阳能电池等,均有着很大发展潜力。同时,随着世界经济的不断增长,人类对于环境和自身健康的重视程度亦不断提升,在欧洲一些国家,明确规定禁止大量喷涂致癌的有毒溶剂,因此,利用水作为溶剂来加工制备太阳能电池具有十分重要意义。本论文力求结合有机聚合物柔性、轻便以及无机纳米晶高迁移率、宽吸收的优点,以水作为清洁环保的溶剂,进行太阳能电池器件的加工制备,主要包括叁方面工作:在第二章中,我们首先利用水溶性绝缘体聚合物聚乙烯醇与光活性材料碲化镉纳米晶共混来制备杂化活性层,并构筑了太阳能电池器件。我们对所引入的聚乙烯醇增强电池性能的机理进行了探讨,并将其引入半导体聚合物聚苯撑乙烯:碲化镉杂化太阳能电池体系,同样得到了性能上的提升。此外,我们也尝试了其它水溶性绝缘体聚合物,如壳聚糖、聚乙烯基吡咯烷酮等,分别对其影响器件性能的机理进行了解释。最后,我们归纳总结了对于所选择的绝缘体聚合物的一些性能要求。此工作首次将经典的杂化太阳能电池体系中的半导体聚合物替换为绝缘体聚合物,证实了绝缘体聚合物的可操作性。在第叁章中,我们选用半导体聚合物聚苯撑乙烯与碲化镉纳米晶相结合制备了单边体相异质结结构的杂化太阳能电池。我们设计了叁种器件结构,通过调节聚合物含量、改变活性层厚度等,对所引入的半导体聚合物以及无机纳米晶在体系中各自的功能进行了机理探讨。在明确聚合物和纳米晶各自的功能后,我们结合两者各自的优势,构筑了单边体相异质结结构的杂化太阳能电池,并获得了5.64%的光电转换效率,此效率为当时水溶液加工制备的杂化太阳能电池中的最佳效率。此外,我们还将所得结论推广至具有近红外贡献的镉汞碲基杂化太阳能电池体系中,同样打破了之前的效率值以及近红外贡献值。在第四章中,我们选用半导体聚合物聚苯撑乙烯与碲化镉纳米晶以及锐钛矿二氧化钛纳米晶相结合制备了双边体相异质结结构的杂化太阳能电池。在第叁章工作的基础上,我们进一步构筑了新的体相异质结,在电池中引入了两个体相异质结薄膜,器件的载流子提取效率、量子效率、耗尽层宽度以及载流子寿命等均有了明显提升。我们所检测的器件光电转换效率达到了6.01%,首次将水溶液加工制备的太阳能电池效率突破至6%,为目前所报道的最高值。此外,我们将二氧化钛替换为氧化锌,获得了6.5%的光电转换效率,器件的性能进一步得到提升,也充分表明了双边体相异质结结构的优越性。综上所述,我们以水、聚合物以及纳米晶为基准,成功得到了清洁环保的太阳能电池器件。聚合物的引入确保了器件的柔性,纳米晶的存在保证了器件的光电转换效率,以水作为溶剂,为未来工业化大面积生产提供了前提保证。本论文不仅在基础研究方面获得了一些成果,同时为实现未来工业化生产打下了良好基础。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-05-01）
曾庆森,张皓,杨柏[7]（2017）在《基于水溶性TiO_2纳米粒子沉积电子传输层的高效水相操作的聚合物/CdTe纳米晶杂化太阳能电池》一文中研究指出TiO_2由于其好的透光性、稳定性、高的迁移率以及低毒性,被广泛用于太阳能电池等光电子器件的电子传输层。制备TiO_2常用的常用方法是溶胶凝胶法。~([1,2])这种方法初始沉积的薄膜是无定型的,需要经过退火转化成具有良好电子传输性能的锐钛矿相。但是该方法制备的TiO_2薄膜结晶性和导电性较差,主要原因是胶体溶液中残留的大量未除去烷基链阻止了TiO_2晶体在退火过程中的生长。并且由于溶胶溶液对湿度极其敏感,该方法不能在高湿度环境中使用。在这个工作中,我们发展了一种环境友好的通过水溶液来沉积TiO_2薄膜的方法。锐钛矿相的TiO_2纳米粒子通过混合溶剂回流的方法制备,并且在水中有很好的分散性,最大溶解度达到2 g/mL。通过原子力显微镜可以看出这种水分散的TiO_2纳米粒子具备很好的成膜性。瞬态吸收光谱表明这种水相沉积的TiO_2纳米粒子薄膜具备优异的电子提取能力。除此之外,这种TiO_2薄膜相较于溶胶凝胶法沉积的薄膜具备更好的导电性和湿度抵抗能力。基于这种水相沉积的TiO_2薄膜制备的水相加工的聚合物纳米晶杂化太阳能电池展现出很优异的光伏性能以及稳定性,最高得到了5.53%的光电转化效率。(本文来源于《第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集》期刊2017-05-27）
袁伟[8]（2017）在《水相操作法构筑绝缘聚合物/纳米晶杂化太阳能电池及其性能研究》一文中研究指出由于当今社会的快速发展,人类不断地开采煤、石油、天然气等化石能源,化石能源的消耗产生大量的二氧化碳等气体,是引起温室效应,导致全球变暖的主要原因。化石能源迟早都会枯竭,环境问题和能源问题日益严重,开发利用清洁可再生能源已刻不容缓。太阳能作为一种取之不尽的清洁环保可再生能源,是新能源开发的理想候选者。早在一个多世纪以前,人们就开始探索太阳能的利用,而发展太阳能电池是获取太阳能的一种有效途径。太阳能电池是一种通过半导体的光电效应,将太阳能转化为电能的薄膜式装置。从1954年美国研制出第一个单晶硅太阳能电池至今,太阳能电池的发展经历了高效稳定的多晶硅、单晶硅太阳能电池,到轻便的薄膜型太阳能电池,再到廉价、柔性、易加工的溶液操作的太阳能电池。近年来,如何制备稳定高效和环境友好型的太阳能电池成为众人关注的热点,以清洁环保的绿色化学为主题的水相操作制备太阳能电池的工艺备受研究者们的关注。本论文主要围绕水溶性绝缘聚合物制备的聚合物/纳米晶杂化太阳能电池,探索绝缘聚合物对太阳能电池性能的影响,主要开展了以下两方面的工作:(1)水相操作的PVA/PPV/CdTe杂化太阳能电池的构筑。将水溶性绝缘聚合物PVA掺入PPV:CdTe体相异质结太阳能电池,通过热退火分解PVA来增大活性层与空穴传输层的接触面积,提高电荷传输,减少载流子复合。残余PVA填补了器件的漏电流,提高了器件的并联电阻,开路电压和短路电流同时得到提升,最终我们获得了4.49%的光电转化效率,其中Voc=0.61 V,Jsc=17.10 mA cm~(-2),FF=43.04%,而相同条件下的CdTe和PPV:CdTe的开路电压分别为0.51 V和0.55 V,光电转换效率为3.08%和3.96%,不仅如此,PVA的加入还大大缩短了器件的退火时间,有利于大规模的工业化生产。(2)水相操作的PVP/CdTe杂化太阳能电池的构筑。CdTe在高温退火后出现大量孔洞,我们尝试利用水溶性的绝缘聚合物PVP掺入CdTe纳米晶填补这些孔洞,减少漏电流,提高器件的开路电压和短路电流。当PVP的质量浓度为6%时,我们获得了4.01%的转化效率,与相同条件下的CdTe电池相比,光电转化效率上升了33.9%,填充因子更是从39.38%提高到50.52%。同时PVP能够减少旋涂过程中的原料,缩短退火时间,使我们对绝缘聚合物的作用有了更加深入的认识。(本文来源于《东北师范大学》期刊2017-05-01）
阳仁彤[9]（2016）在《基于纤维纳米晶杂化材料的智能化晶胶的制备及其性能研究》一文中研究指出近年来,随着人们生活品质的提高,新型净水材料由于其优秀的性能以及方便使用和携带的特性,已经引起大多数研究者的浓厚兴趣。相比于传统的净水方式,如:活性炭、紫外光、超滤膜等,其性能受限于材料本身的性质。因此,新型的净水材料作为一种高效的并且能够处理水源中多种危害因素的先进技术应运而生。目前,出现了一种以高性能聚合物作为载体的新型晶胶净水材料,凭借其较高使用寿命、良好的净水效率和易于复合改性来增强各方面性能的优势,逐渐成为当前研究的热点方向。在目前已有的研究基础上,本文主要以球状的纤维素纳米晶为模板,通过控制pH和温度的反应条件制备得到纤维素纳米晶/氧化锌杂化材料,通过一系列表征测试证明了其具有良好的抗菌性和光催化性能。将上述材料作为一种多功能增强剂,与特殊的聚合物单体共混聚合,制备得到具有良好的物理性能的新型智能化晶胶净水材料。采用多种测试手段,对新型净水材料在力学,吸水性能、抗菌型以及其本身性质做了详细的研究,并考察了其在实际应用中的净水性能。1.纤维素纳米晶基杂化材料的制备及其性能研究通过对球状的纤维素纳米晶的改性和控制不同的反应条件来制备不同形貌的纤维素纳米晶杂化材料,在特定的工艺条件下,将lyocell纤维用柠檬酸和盐酸的混酸进行酯化反应制备得到球状纤维素纳米晶(SCN)。加入去离子水配置固含量为4.05g/L的改性SCNs悬浊液;然后在适当的硝酸锌溶液中,通过控制不同的碱性条件(9.3,10.5和11)和不同的温度(90,100和110°C),反应2 h。通过FE-SEM测试,显示出花簇状的纳米棒微观结构,经过XRD、FTIR表明其作为氧化锌杂化材料的基本特征,证明了氧化锌的成功合成。在恒温条件下,测定了杂化材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率高达100%,当处于紫外光给予能量的时候还具有良好的有机染料降解能力和重复使用性能,其光催化降解率高达97.35%,经过多次使用之后仍然能够具有良好的光催化效率。对比当前以纤维素纳米晶基杂化材料,具有更好的形貌、抗菌性能、光催化性能以及使用寿命,为纤维素纳米晶的应用提供了一条新的途径,并且在水处理和医学等多种领域具有巨大的应用前景。2.基于纤维素纳米晶基杂化材料的智能化晶胶的制备及其性能研究采用了丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMA)两种单体,制备出了具有良好物理性能和pH、温度双重响应的智能化晶胶。在制备过程中,将晶胶与花簇状纳米氧化锌杂化材料共混复合制备得到具有抗菌性能的新型净水材料。采用FE-SEM测定研究了晶胶内部微观结构,具有较大的孔径结构,这种结构赋予了智能化晶胶良好的吸水性能和较高的吸水速率。共混制备得到的杂化晶胶,其中杂化材料赋予了晶胶材料优良的抗菌性能,并对晶胶的成型起到了一定的增强作用。同时研究了晶胶同时对pH和温度的双响应能力和效果,通过FTIR、XRD、UV-vis研究了晶胶的本身性质,模拟演示了晶胶的在实际使用中具有良好的净水能力和使用寿命。相比于当前的晶胶材料具有多种性能方面的优势。本文在现有的研究基础上,实现了纤维素纳米晶基杂化材料的制备和形貌调控,同时制备具有良好物理性能的双响应晶胶,并对其性能进行了系统研究,并成功将两者结合制备出具有良好抗菌性能的新型智能化晶胶净水材料。这种材料可以应用在小量的水净化处理中,开辟了户外便捷净水器的新思路,符合当前人们对健康的需求,有利于提高人们身体健康指数,在医药,过滤以及运输等多种领域都有巨大的应用潜力。(本文来源于《浙江理工大学》期刊2016-11-26）
卢芳芳[10]（2016）在《纤维素纳米晶/纳米银杂化材料的制备及对生物聚酯协同增强机理的研究》一文中研究指出近年来,以全生物可降解聚酯(PHBV)为基体制备纳米复合材料已逐渐取代以石油基塑料聚合物,其优异的生物可降解和生物相容性已引起了世界各国研究者的兴趣。相比于石油基塑料,PHBV基复合材料凭借其较好的生物相容性、高结晶度、低毒性等优异性能。然而,PHBV大分子链过于规整,使其具有脆性大、韧性差、结晶速率慢的缺陷。因此,本工作将纤维素纳米晶/纳米银(CNC-Ag)杂化材料作为纳米填料增强PHBV基体,制备多功能PHBV基纳米复合材料,分别考察了不同纳米银含量和不同极性基团(羟基、羧基)含量的纤维素纳米晶/纳米银杂化材料对PHBV基体结晶、热学、力学,整体迁移和抗菌性能的影响机制。(Ⅰ)不同纳米银含量CNC-Ag纳米杂化材料的制备及对生物聚酯协同增强机理研究。通过使用溶液流延技术制备含CNC-Ag纳米杂化材料和可生物降解生物聚酯(PHBV)纳米复合材料,并对复合材料的结晶、热学、机械、阻隔、迁移和抗菌等性能进行表征。研究表明:均匀分散的纳米杂化物(纳米银含量不同)可以充当成核剂以改善PHBV纳米复合材料的结晶速率和结晶度。相比纯PHBV,PHBV/CNC-Ag-1.7纳米复合材料具有更高的热稳定性(开始分解温度升高45.1oC)、机械性能(拉伸强度增加97%,杨氏模量增加220%)。PHBV纳米复合材料展现了对E.coli和S.aureus优异的抗菌性能,抗菌性能接近100%。此外,PHBV/CNC-Ag-0.85对食物模拟物具有最优的阻隔性能。制得的纳米复合材料非常有希望用于食品包装、饮料和一次性餐具等领域。(Ⅱ)CNC-Ag纳米杂化材料表面极性基团调控及性能表征。通过控制纤维素纳米晶制备方法、引入助还原剂(抗坏血酸)和交联剂(柠檬酸)及超声波法等试验条件改变CNC-Ag纳米杂化材料表面极性基团(羟基、羧基)含量,并采用FE-SEM、FT-IR、UV-vis、羧基含量和接触角等探索了纳米杂化材料的微观形貌、化学结构及亲水性等性能。研究表明经超声波法,借助抗坏血酸与柠檬酸,即可在室温条件下制得高极性基团含量的纳米杂化材料,其羧基含量高达1.21 mmol/g。凭借优良的分散性能,将有助于其应用于制备生物基纳米复合材料中,形成强氢键网络,增强生物聚酯纳米复合材料性能。(Ⅲ)不同极性基团CNC-Ag纳米杂化材料对生物聚酯协同增强机理研究。由溶液流延技术制备含有不同极性基团含量的纤维素纳米晶/纳米银杂化材料的PHBV纳米复合材料。采用FE-SEM、FT-IR、UV-vis、DSC、TG等表征手段探索其脆断截面、化学结构、紫外可见光谱、非等温结晶、热学和阻隔等性能。研究表明:不同极性基团含量的纳米杂化材料在PHBV基体中具有良好的分散性和生物相容性,这有助于保持其与PHBV基体共混后空间分散性和粘附性能。纳米杂化材料表面的极性基团诱使其PHBV基体间形成较强分子间与分子内氢键作用,形成氢键网络,增强纳米复合材料的机械性能阻隔性能。此外,纳米复合材料具有较高的抗菌效果,使其成为双功能全生物可降解纳米复合材料。(本文来源于《浙江理工大学》期刊2016-11-26）
杂化纳米晶论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着全球能源消耗,环境破坏和资源枯竭的日益加剧,人们意识到发展清洁、可持续太阳能的重要性。水相加工法制备的聚合物与纳米晶杂化太阳能电池兼具有聚合物的柔性、轻便和纳米晶的高消光系数、带隙可调等特点引起研究者们的广泛关注。近年来,人们在改善活性材料的缺陷、优化器件结构等方面都取得了显着的进展。然而,如何提高载流子的传输能力和提取效率,控制耗尽区的宽度,一直是一个挑战。为了解决上述问题,本论文主要开展以下两方面工作:(1)氧化锌作为电子传输层构筑CdTe/PPV单边体相异质结杂化太阳能电池。构筑结构为ITO/ZnO/CdTe/CdTe:PPV/MoO_3/Au的太阳能电池器件。通过对ZnO的光物理性质进行研究,发现相比于以往水相加工法常用溶胶-凝胶的TiO_2电子传输层,ZnO具有高透过率和高导电性的优点,可以增强活性物质对光的吸收,提高短路电流、载流子的传输能力和提取效率以及填充因子。此外,发现电子传输层ZnO与活性层CdTe之间具有较大的能级差,有利于电子从CdTe向ZnO的注入。ZnO电子传输层具有比TiO_2更强的电子提取能力,可以加快CdTe相中载流子的分离,改善填充因子,增强器件性能。最终,器件获得4.68%的光电转换效率,相比于以TiO_2为电子传输层的光伏器件,这个器件的光伏性能提高了11.4%。(2)氧化锌作为电子传输层构筑ZnO/CdTe和CdTe/PPV双边体相异质结杂化太阳能电池。为了拓宽耗尽区宽度,延长载流子寿命,在(1)的基础上,引入一层ZnO:CdTe异质结薄膜成功构筑双边体相异质结杂化太阳能电池,其电池结构为ITO/ZnO/ZnO:CdTe/CdTe/CdTe:PPV/MoO_3/Au。通过调控ZnO:CdTe杂化相的厚度和形貌获得6.51%的最佳光电转换效率。深入的研究表明,与薄的TiO_2:CdTe体相异质结相比,厚的ZnO:CdTe杂化相可以有效增强光吸收和载流子提取能力,拓宽耗尽区的宽度,延长载流子寿命,有利于增加短路电流和填充因子,最终获得了基于水相杂化太阳能电池中最高的短路电流(19.5 mA cm~(-2))和最宽耗尽区宽度(177 nm)。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
杂化纳米晶论文参考文献
[1].曾庆森.聚合物纳米晶杂化太阳能电池的界面性质调控与性能优化[D].吉林大学.2019
[2].陈楠楠.基于氧化锌电子传输层的聚合物/纳米晶杂化太阳能电池及其性能研究[D].东北师范大学.2019
[3].张志鹏,孙方方,朱兆华,戴杰,高锴.非传统溶液外延法在金属硫化物纳米片表面生长有机无机杂化钙钛矿纳米晶（英文）[J].ScienceChinaMaterials.2019
[4].Somia,Yassin,Hussain,Abdalkarim（苏美儿）.纤维素纳米晶/氧化锌杂化材料的结构设计及其生物聚酯膜的改性研究[D].浙江理工大学.2018
[5].金向程.基于有机—无机杂化钙钛矿纳米晶发光二极管的研究[D].苏州大学.2018
[6].金淦.水溶液加工制备的聚合物/纳米晶杂化太阳能电池[D].吉林大学.2018
[7].曾庆森,张皓,杨柏.基于水溶性TiO_2纳米粒子沉积电子传输层的高效水相操作的聚合物/CdTe纳米晶杂化太阳能电池[C].第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集.2017
[8].袁伟.水相操作法构筑绝缘聚合物/纳米晶杂化太阳能电池及其性能研究[D].东北师范大学.2017
[9].阳仁彤.基于纤维纳米晶杂化材料的智能化晶胶的制备及其性能研究[D].浙江理工大学.2016
[10].卢芳芳.纤维素纳米晶/纳米银杂化材料的制备及对生物聚酯协同增强机理的研究[D].浙江理工大学.2016