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聚噻吩/酞菁纳米复合材料用作钙钛矿太阳能电池高效空穴传输材料
能源与环境问题是目前人类面临的两个重大危机，也是科研工作者关注的重点领域。钙钛矿太阳能电池以其独特的物理性质、醒目的光电转化效率和良好的工业应用前景等特点，被认为是一种拥有巨大解决能源问题潜力的光伏器件。但其电池效率衰减(稳定性)等问题是其走向工业化应用急待解决的课题。现行钙钛矿电池比较普遍使用的空穴传输材料是一种比较昂贵的螺二芴结构化合物(spiro-OMeTAD)，需要通过掺杂锂盐以提高电池的性能，但这同时加剧了钙钛矿电池的不稳定性。所以一直以来研究人员希望寻找更加廉价和稳定的空穴传输材料来替代传统材料。 酞菁铜是一种具有优异光电特性的廉价小分子半导体材料。但其有机溶解性比较差，不利于廉价液相工艺规模制备光电器件。许宗祥课题组从分子设计层面出发，开发八甲基取代的酞菁铜并制备纳米材料，通过酞菁纳米材料与廉价商业化的高分子材料聚噻吩复合，开发出了具备更高载流子迁移速率及环境稳定性的空穴传输材料，实现溶液法制备出光电转换效率为16.61%的钙钛矿太阳能电池，效率高于传统商业化的螺二芴结构化合物(spiro-OMeTAD)。同时器件的稳定性大幅度提高。
南方科技大学
2021-04-13
氯取代策略实现高效率和高稳定性的聚合物太阳能电池
何凤课题组实现了有机太阳能电池效率和稳定性的双重提高。目前何凤课题组研制的氯取代聚合物太阳能电池能量转换效率达到11.2％，是富勒烯类有机太阳能电池体系最高效率之一。 何凤教授介绍，氯原子具有较强的电负性和原子半径，能够在更大的范围内调节分子的能级结构，提高有机太阳能电池的开路电压和效率。同时，氯原子在外围有空的3d轨道，可以赋予电子单元或共轭体系更强的相互作用，同时可通过这种强的分子间相互作用有效地调节材料的薄膜稳定性，使其器件使用寿命长于其他太阳能电池。 此外，氯取代策略在合成上相对容易而且原材料价格较低，因此在工业生产过程中能够大大节约成本，有利于太阳能电池的批量生产和商业化推广。
南方科技大学
2021-04-13
二维拓扑材料MoTe2中发现光激发诱导的亚皮秒时间尺度结构相变
用各种物理手段（电场、磁场、压力、掺杂等）创造新的物态或调控不同量子物态是凝聚态物理领域广受关注的研究前沿，并有巨大的应用前景。而超短脉冲激光的飞速发展使得光激发调控复杂量子材料的晶体结构和电子性质成为可能。层状过渡金属二硫化物MoTe2可以形成几种不同的晶体结构并具有不同的物理性质或拓扑能带结构，为调控或切换不同结构相变提供了可能性。最近量子材料科学中心王楠林课题组和合作者利用超快泵浦探测和时间分辨的二次谐波探测技术，研究了MoTe2中两个半金属相之间激光诱导的亚皮秒时间尺度的结构相变。 MoTe2是由MoTe6八面体结构单元构成的原子层沿c方向堆叠形成的二维材料系统，不同的堆叠方式具有不同晶体对称性。1T-MoTe2在室温时是单斜的1T’相，随着温度降低在250K时发生结构相变，转变成正交的T_d相，其中可以存在第二类外尔费米子。王楠林课题组通过实验发现高强度的近红外激光脉冲可以在亚皮秒时间尺度内将中心反演对称性破缺的T_d相驱动到具有中心反演对称的1T’相。该相变发生的最明显的特征是时间分辨的反射率变化中横向剪切振荡声子的消失和二次谐波强度的急剧下降。通过选择和改变激发脉冲的脉宽和波长，从实验上排除了激光加热效应。该项研究首次在超快亚皮秒尺度内实现了激光诱导的非加热效应引起的MoTe2晶体中第二类Weyl半金属相与正常半金属相的超快结构相变。它为超快激光控制固体的拓扑特性开辟了新的可能性，使超快激光激发的拓扑开关器件具有潜在的实际应用价值。 该工作于2019年5月22日在线发表于著名学术期刊Physical Review X（Phys. Rev. X 9, 021036 (2019)），第一作者为量子材料中心博士生张梦瑶，王楠林教授和其研究组的董涛博士是通讯作者，量子材料科学中心王健教授研究组为该工作提供了样品。该项研究得到国家自然科学基金委员会、国家重点研究开发项目等项目的支持。
北京大学
2021-04-11
一种用于薄膜太阳能电池的碳基光子晶体背反射器及其制备方法
本发明公开了一种用于薄膜太阳能电池的碳基光子晶体背反射器，由两种结构不同的光子晶体叠加构成，其结构为[A/B]mAE[C/D]nC，其中A；B；C；D；E的厚度分别为d1=50nm，d2=100nm，d3=70nm，d4=140nm，d5=120nm，m；n为两种光子晶体的周期数，m取3，n取4。其制备方法是：RF-PECVD法在普通载玻片上交替沉积a-Si:H和a-C薄膜。本发明的碳基光子晶体背反射器，具有一维光子晶体全角反射，可实现600—1300nm光波段平均75%的反射率，增加光波在太阳能电池吸收层中的传播光程，提高光子利用效率，增加光电流密度和光电转换效率。制备工艺简单。
河北师范大学
2021-05-03
一种四氧化三钴纳米线阵列、其制备方法以及作为锂离子电池负极的用途
本发明涉及一种四氧化三钴纳米线阵列、其制备方法以及作为锂离子电池负极的用途。该四氧化三钴纳米线阵列，其形貌为菱形结构，菱形的边长为100nm~500nm，菱形内角的锐角为30°~60°，阵列长度为5μm~20μm。本发明还提供了制备该四氧化三钴纳米线阵列的方法，以一定摩尔比的钴盐、化学结合剂、碱性反应物和水在常温下进行混合搅拌，将混合均匀的溶液移入反应釜中，并将干净的衬底置于溶液中进行水热反应后取出冲洗，再在惰性气氛中热处理，得到四氧化三钴纳米线阵列。本发明的四氧化三钴纳米线阵列可直接作为锂离子电池负极，能明显提高电池的比容量和循环性能，放电容量高达1000mAh/g以上，是一种理想的锂离子电池电极材料。
浙江大学
2021-04-11
一种锂离子电池正极材料 LiFePO4/C 复合材料的制备方法及产 品
本发明提供了一种锂离子电池正极材料 LiFePO4/C 复合材料的 制备方法，具体为：（1）将碳酸锂、磷酸铁和草酸加入聚合物水溶液 中搅拌，得到混合物；（2）对混合物进行球磨，在球磨过程中，草酸 作为还原剂将磷酸铁锂化，制备出无定型的前驱体；（3）对前驱体进 行煅烧，在煅烧过程中，通过聚合物的高温分解将前驱体进一步还原 锂化，并且聚合物作为碳源合成出 LiFePO4/C 复合材料。本发明方法 环境友好，制备过程简单，制备成本低，制备产物颗粒均匀，易实现 工业化生产。
华中科技大学
2021-04-13
一种基于掺杂型 NiO 空穴传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备 方法
本发明公开了一种基于掺杂型 NiO 空穴传输层的反式平面结构 钙钛矿太阳能结构及其制备方法。属于新材料太阳能电池领域，现有 技术中钙钛矿太阳能电池存在电池稳定性差、光电转换性能差等问题， 本发明提供了一种基于掺杂型 NiO 空穴传输层的反式平面结构钙钛矿 太阳能电池，其包括在导电基底上沉积一层掺杂一定浓度的 Mg、Li 等杂原子的 NiO 致密层，作为空穴传输层，接着制备一层钙钛矿薄膜 (APbX3，A＝CH3NH3
华中科技大学
2021-04-14
安徽大学张朝峰教授团队在AFM上发表关于水系锌离子电池的最新研究成果
水系锌离子电池具有安全、成本低等优点，被认为是大规模储能的理想选择。锌负极在负极/电解质界面容易发生枝晶生长和寄生副反应等，进而导致水系锌电较差的循环性能等问题。
安徽大学
2022-10-10
材料学院刘向峰团队在动力与储能型二次电池关键材料方面取得新进展
研究发现氧空位引入能够有效调控富锂锰基层状氧化物中的库伦斥力，实现TMO6八面体的可逆畸变，同时能够有效抑制过渡金属离子的迁移和溶解，使得电化学性能获得显著改善。
中国科学院大学
2022-06-01
光聚合超高分子量聚丙烯酸及其在固沙和干旱地区植树中的应用
在完成产品小试验证后，利用小试产品进行了小面积的固沙试验和实验室沙模的抗压和抗剪切试验。结果表明AA和AM的共聚物固沙效果要优于PAA的均聚物。而且当分子量大于1500万时，分子量对沙模抗剪切和抗压强度的影响不显著，而固沙剂溶液的粘度随聚合物分子量的增加而显著增加。在满足固沙性能要求的前提下，确定以单体聚合浓度为7%进行产品工业生产试验，工业生产试验考核了连续三批次，共生产六吨产品。 技术指标：聚合反应的工艺流程为配料（按配方将单体、引发剂和溶剂混合）、充氮脱气30分钟、加料（将反应液加入到各个反应器中）和聚合。实际聚合中的液层厚度约为250mm,。工业试验生产线的转化率大于98.5%，与小试设备的结果相似。应用范围：甘肃治沙研究所民勤治沙站实验林的梭梭面临着退化的危险，造成梭梭林退化的主要原因有两个，一是梭梭根部的沙粒由于长期的移动，使得梭梭较发达的根系逐渐裸露出来，失去支撑作用，在较大的风沙作用下容易被吹得连根拔起，；二是大量裸露在外的根部失去了吸取水分的功能，所以保护梭梭的根部和尽可能地提供水分是挽救退化梭梭的有效途径。鉴于这种情况，将多功能保水剂，固沙剂和疏水剂组合起来，在梭梭周围做成一个雨水集流面，一方面保护梭梭根部，一方面集流沙漠里少量的雨水，减少地下水的蒸发，创造梭梭生长所需的条件。
北京化工大学
2021-02-01