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一种环保型双金属钙钛矿量子点的制备方法
本发明提供了一种环保型双金属钙钛矿量子点的制备方法。在惰性气体保护的条件下,先将AgBr和BiBr3与反应溶剂十八烯,表面活性剂油酸、油胺混合,使其完全溶解,然后将混合溶液加热至反应温度,随后注入溶有溴化丁胺的DMF溶液,体系开始反应生成钙钛矿结构,并随着反应的进行,逐渐形成(C4H9NH3)2AgBiBr6量子点,最后用丙酮淬灭反应,即得到最终的(C4H9NH3)2AgBiBr6双金属钙钛矿量子点。本发明采用热注入合成方法,通过调节合成环境的酸性,在不改变钙钛矿形貌和晶体结构的前提下,实现对钙钛矿光学性能的调控。合成的钙钛矿量子点单分散性和稳定性较好,形貌均一,对于构筑能带隙可调的光电器件具有深远的意义。
东南大学 2021-04-11
钙钛矿太阳能电池中非辐射复合能量损失的研究
钙钛矿太阳能电池制备工艺简单,成本低廉。近年来,该类太阳能电池因其快速增长的光电转换效率和逐步提升的器件稳定性,吸引了学术界和产业界的广泛关注,为光伏领域带来了新的机遇。然而,由于钙钛矿太阳能电池中存在非辐射复合损失,所以目前的光电转换效率依然低于肖克利-奎塞尔(Shockley-Queisser)理论所定义的极限效率。因此,最大化降低钙钛矿太阳能电池的非辐射复合损失是进一步提升电池器件效率的未来研究重点。 鉴于此,研究团队基于已有的研究基础,对“最大化降低钙钛矿太阳能电池的非辐射复合损失”这一论题进行深入探讨和系统总结。该综述文章主要包括以下几个方面:首先,介绍了钙钛矿太阳能电池中非辐射复合的起源,并详细讨论了非辐射复合损失的定量化测试方法;其次,系统总结了在降低非辐射复合损失方面的最近研究进展;再次,依据肖克利-奎塞尔理论,对钙钛矿太阳能电池所能够获得的最高光电转换效率进行了科学预测;最后,在展望部分,前瞻性地指出了最大化降低非辐射复合损失的未来努力方向。图1. 金属卤化物钙钛矿活性层内的电荷载流子产生与复合动力学机制 在理想的金属卤化物钙钛矿半导体材料中,所有的光生电子和空穴最终将通过发射光子的方式进行复合(即:辐射复合)。然而,在实际的钙钛矿太阳能电池中存在大量的非辐射复合通道(如图1所示),绝大部分光生载流子将优先通过其他非辐射途径进行复合(例如,缺陷辅助复合,俄歇复合,界面诱导复合,电声耦合,带尾态复合等)。这些非辐射复合损失过程极大降低了电池在稳态下的光生载流子浓度,从而减小了金属卤化物钙钛矿层中准费米能级劈裂的能级差,最终造成钙钛矿太阳能电池较大的电压损失。因此,最大化降低或抑制这些非辐射复合通道是提升器件开路电压和光电转换效率的关键。 针对各种非辐射复合通道,该综述首先介绍了目前量化分析非辐射复合损失的常规测试技术以及测试要点,如图2所示。图2. 量化钙钛矿薄膜和完整器件中非辐射复合损失的表征技术 随后,结合当前研究现状,进一步梳理了近年来在降低非辐射复合损失方面取得的一系列重要进展。值得一提的是,该研究团队去年在《Science》杂志上报道的基于溶液二次生长方法构建渐变结的策略(如图3所示),在降低反式钙钛矿太阳能电池的非辐射复合损失方面效果显著(Science 360, 1442-1446)。此后,一系列研究报道显示,相似的策略在正式常规结构钙钛矿太阳能电池和全无机钙钛矿太阳能电池中也可以获得正向的实验结果。由此说明,在金属卤化物钙钛矿半导体材料中构建有效的渐变结对后续降低非辐射复合损失具有非常重要的借鉴价值。图3. 渐变结钙钛矿太阳能电池器件结构和渐变结的时间分辨光谱 此外,该综述还以当前最高效率的砷化镓太阳能电池为参照,先假定钙钛矿太阳能电池的非辐射复合损失与砷化镓太阳能电池的情形一致,再依据肖克利-奎塞尔理论,对钙钛矿太阳能电池所能够获得的性能参数进行科学预测,进而给出电池器件所能达到的最高光电转换效率,如图4所示。图4. 当钙钛矿太阳能电池的非辐射复合损失与当前最高效率砷化镓太阳能电池的情况相同时,单结钙钛矿太阳能电池可实现的最优器件性能参数 最后,该综述也指出,目前提升器件性能的两条主要途径是最优化光子俘获和最大化降低非辐射复合损失。如果能将二者进行有效整合,探索更可靠的协同优化策略,这可能会是将器件光电转换效率提升至接近理论极限的可行方案。为此,综述也对一些未来的努力方向进行了展望。 总的来说,该综述为最大程度地降低钙钛矿太阳能电池的非辐射复合损失提供了理论总结,也为开展实验工作提供了参考借鉴,对进一步提升电池效率,推动该类电池产业化应用有重要意义。
北京大学 2021-04-11
限域效应驱动的二维碘化铅钙钛矿铁电体的发现
前期,东南大学化学化工学院国际分子铁电科学与应用研究院暨江苏省“分子铁电科学与应用”重点实验室科研人员首次发现了杂化铅碘钙钛矿分子铁电薄膜中的“涡旋-反涡旋”(vortex-antivortex)畴结构。此次,
东南大学 2021-01-12
一种半透明钙钛矿太阳能电池及其制备方法
本发明公开了一种半透明钙钛矿太阳能电池及其制备方法,钙 钛矿太阳能电池包括透明导电基板 a、无机电子传输层、光捕获层、无 机空穴传输层和透明导电基板 b,其中光捕获层由 DXZ3 型钙钛矿材 料 形 成 , D 选 自 Cs<sup>+</sup> 、 CH3NH3<sup>+</sup> 、 CH(NH2)2<sup>+</sup> 或 其 混 合 物 , X 选 自 P
华中科技大学 2021-04-14
一种二元金属复合钙钛矿材料、制备方法及其应用
本 发 明 公 开 了 三 种 新 的 二 元 金 属 盐 钙 钛 矿 材 料 AB<sup>1</sup>B<sup>2</sup>X3(X:Cl、Br、I)及其制备方法,以及 其在多种结构的钙钛矿太阳能电池制备中应用,属于新材料太阳能电 池 领 域 。 本材料由有机卤化物 <img file=""DDA0000889538320000011.GIF"" wi=""508"" he=""77"" /&g
华中科技大学 2021-04-14
半焦负载型催化剂制备及其在CO2光催化合成甲醇过程的应用
本项目以陕西榆林及内蒙地区生产的半焦焦粉为原料,通过高温催化处理以实现半焦焦粉的有序化、多孔化和功能化改性;进而将改性半焦焦粉作为催化剂应用在 CO 2 光催化反应过程中。本项目通过考察改性半焦对 CO 2 光催化转化产物组成和产率的影响,揭示不同温度、不同催化剂对半焦结构的调控规律及作用机制;进而揭示改性半焦作为催化剂在 CO 2 光催化转化过程中的作用机理及转化机制,以期探寻半焦焦粉应用的新途径及 CO 2 转化的新技术。
西安科技大学 2021-04-11
一种表面氧缺陷多孔金属氧化物材料及其制备和应用
本发明公开了一种表面氧缺陷多孔金属氧化物材料及其制备和应用。所述表面氧缺陷多孔金属氧化物材料的制备方法包括以下步骤:1)将金属盐溶解于有机溶剂中,形成透明溶液、2)将步骤1)中的透明溶液与软膜板剂混合,得到二者充分均匀分散的分散液,充分混合形成金属盐凝胶、3)将步骤2)中得到的金属盐凝胶制备成干凝胶、4)将步骤3)中得到的干凝胶高温煅烧,所得灰分即为表面氧缺陷多孔金属氧化物、本方法能够同步合成出表面氧缺陷多孔金属氧化物材料。制备方法相对简单,在形成多孔结构的同时增加了材料表面的氧空穴浓度,改变了材料的电子结构,可应用于吸附、光电催化及电池领域。
清华大学 2021-04-10
一种强化载氧体氧化再生的化学链燃烧空气反应器
本发明属于流化床和多相流领域,特别涉及一种强化载氧体氧化再生的化学链燃烧空气反应器;包括反应室、第一提升管、复合式内构件和第二提升管;所述反应室的侧壁设置给料口,底部设置空气入口;所述反应室和第一提升管之间采用第一渐缩管连接;所述第一提升管与第二提升管之间安装有复合式内构件;所述复合式内构件包括第二渐缩管、环形内构件、导向管、支撑板和倾斜式环形内构件;解决了现有技术中提升管内载氧体径向分布不均、氧化再生效率不高的问题,可以有效延长载氧体的停留时间,提高大粒径载氧体的氧化再生效率,从而提高化学链燃烧效率。
东南大学 2021-04-11
一种新型血红蛋白类携氧纳米粒子及其制备方法
现有问题:现有的血红蛋白类携氧载体(HBOCs)主要为小分子修饰血红蛋白、交联剂聚合血红蛋白以及包裹血红蛋白。这些HBOCs制品的毒副作用在动物实验和I, II, III期临床试验均有报道。正是基于临床试验中发现的HBOCs引起高血压反应及增加病人心肌梗死的风险,2009年美国FDA拒绝了Northfield公司HBOCs产品(PolyHeme)的上市请求。现有HBOCs制品输注后的毒副反应,主要是由于HBOC中游离或未聚合的血红蛋白,包括氧合或非氧合状态,透过内皮屏障,消耗内皮舒张因子一氧化氮(NO);同时,血红蛋白本身的氧化还原反应,生成的氧自由基造成机体氧化应激反应。 项目的创新性和优越性:? 本项目制备的新型携氧纳米粒子,完全不同于现有HBOCs制品,首先在纳米粒子中包裹一定剂量的抗氧化剂,有效减少输注血红蛋白氧载体后可能产生的氧自由基。然后,通过结合珠蛋白将血红蛋白稳定连接到纳米粒子外膜。结合珠蛋白能与游离血红蛋白结合成稳定的复合物,一方面避免了体内过量的游离血红蛋白出现,减少输注后缩血管效应引起的高血压现象和胃肠道反应;另一方面,结合珠蛋白本身也可作为还原剂,减少血红蛋白引起的氧化应激反应。?该新型携氧纳米粒子体内的代谢方式为纳米粒子崩解后,结合珠蛋白/血红蛋白复合物经网状内皮系统清除,可大大减轻经肾脏排泄可能造成的肾损伤。?现有HBOCs类制品,特别是聚合血红蛋白和包裹血红蛋白,往往包含数量不等的血红蛋白,分子量处于一定范围,而且,还有部分游离血红蛋白或未反应血红蛋白并不能完全清除,这也是产生毒副作用的一大诱因。而本项目的携氧纳米粒子表面带有数量可控的活性官能团,因此,可实现血红蛋白的定点定量结合,得到分子量稳定的终产物。?现有的第三代HBOCs制品,大多用高分子材料将血红蛋白包裹,输注入人体后很难避免“突释”效应,出现大量游离血红蛋白,有可能对机体造成很大的伤害。而本项目所述的新型携氧纳米粒子,血红蛋白与结合珠蛋白形成了稳定的复合物或者血红蛋白与高分子材料牢固结合,即使纳米粒子分解之后,也不会产生大量游离血红蛋白,因此可大大减少相关风险。该新型携氧纳米粒子可以冻干粉末的形式保存,保存期长,稳定性高,运输方便,可满足各种环境下的应急使用和临床常规应用。?使用的高分子载体为聚乙二醇-聚酯类共聚物。聚乙二醇(PEG)由于其本身不带电荷、水溶性、无免疫原性、可以防止材料表面生物污染、减少蛋白质吸附和细菌贴附、并且不易被免疫体系识别等、且它在体内能溶于组织液中,能被机体迅速排出体外而不产生任何毒副作用的特点,是修饰纳米粒子的理想材料。聚乙二醇的存在还可以有效屏蔽人体网状内皮系统对纳米粒子的吞噬和排异,延长粒子在血液中的循环时间。可生物降解且生物相容性良好的聚酯(聚己内酯/聚乳酸,PCL/PLA),无毒无刺激性,已经得到美国食品药品监督管理局(FDA)的认证用于人体治疗。
四川大学 2016-04-15
用富氧燃烧锅炉高温烟气制取高热值生物质气化气的系统
本发明公开了一种用富氧燃烧锅炉烟气制取生物质气化气的系统,其特征在于,包括循环流化床气化器、旋风分离器;循环流化床气化器具有进料口,该进料口用于将生物质物料输入至循环流化床气化器;循环流化床气化器还设置有进气口,该进气口用于输入富氧燃烧锅炉的烟气;循环流化床气化器用于在富氧燃烧锅炉烟气的作用下将生物质物料气化得到气化气;旋风分离器与循环流化床气化器连接,用于分离气化气。将生物质气化系统与富氧燃烧锅炉系统配合使用,
华中科技大学 2021-04-14
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