硫化物的热分解黄原酸金属配合物法制备及光电应用

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:venus1231
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
现代社会的工业化发展与人口的持续性增长造成能源的极大消耗。为了避免过度地使用化石燃料,当务之急是寻找能够代替化石燃料的可再生能源。太阳能作为可再生能源中的一种,具有清洁、环保、分布广泛的特点。因此,开发太阳能是促进全球可再生能源生产和使用以解决化石燃料枯竭问题的重要途径。近年来,太阳能电池技术成为开发太阳能的重要方式,其中有机太阳能电池因具有制备工艺简单、成本低廉、能够大面积生产等优点受到广泛关注。目前制约有机太阳能电池产业化的主要因素为其稳定性相对较差、载流子迁移率低。而金属硫化物具有光吸收范围广、载流子迁移率较大、稳定性高、能够与一般有机材料形成良好的能级匹配等优点。将其与有机材料相结合,从而来提高器件的稳定性及载流子迁移率。目前纳米金属硫化物的制备方法主要有化学水浴、电沉积、喷雾热解、连续离子层吸附和反应法,这些方法直接制备成品纳米金属硫化物,在有机太阳能电池应用方面具有局限性,如活性层中硫化物纳米材料在有机溶剂中溶解性较差,而黄原酸金属配合物在有机溶剂中溶解性好。通过热分解黄原酸金属配合物法制备金属纳米金属硫化物,工艺简单、环保、成本低廉,能够大面积制备致密、均匀、稳定性好,结晶性高、尺寸小的薄膜。因此,本论文通过热分解黄原酸金属配合物法制备了三种纳米金属硫化物,均作为界面传输层来对有机太阳能电池的性能进行了调控。通过热分解乙基黄原酸铟配合物的方法制备硫化铟(In2S3),以此作有机太阳能电池的电子传输层,对电池性能进行调控。首先,合成了乙基黄原酸铟金属配合物,探究了乙基黄原酸铟的基本结构,并对其分解温度和分解产物进行了研究。然后,将乙基黄原酸铟热分解后生成的In2S3薄膜材料应用于器件结构为FTO/In2S3/P3HT:PC61BM/Mo O3/Ag的有机太阳能电池中,探究了乙基黄原酸铟的不同旋涂转速、不同退火温度、不同退火时间制备的In2S3阴极界面层对光伏器件性能的影响,筛选出了最佳的条件(4000 rpm、250℃、4 h),并得到最佳的能量转换效率(2.63%),且该器件在空气中具有较好的稳定性。通过热分解二(三苯基膦)乙基黄原酸铜配合物的方法制备硫化铜(Cu S)作空穴传输层,对有机太阳能电池的性能进行调控。首先,对合成的二(三苯基膦)乙基黄原酸铜配合物进行了基本结构表征,探究了其热分解温度和分解产物。然后,将制备好的Cu S薄膜材料应用于器件结构为FTO/Cu S/PM6:Y6/PDINO/Ag的有机太阳能电池中,研究了Cu S对电池性能的影响。结果表明,由于Cu S带隙与活性层不匹配以及薄膜成膜性不良的缺点,造成其器件效率不佳。通过热分解正丁基黄原酸锌与二(三苯基膦)乙基黄原酸铜的混合物制备了三元CuxZn1-xS材料,以改善Cu S作传输层时的薄膜不致密,并调节传输层的能带位置,优化与活性层之间能带匹配。首先,探究了以不同比例混合的二(三苯基膦)乙基黄原酸铜配合物和正丁基黄原酸锌配合物的最佳热分解温度,并对热分解产物进行了基本性质表征。结果表明在最佳温度350℃下分解生成的三元CuxZn1-xS材料为结晶性良好的固溶体且成膜性较好。其次,对三元CuxZn1-xS材料进行了紫外可见吸收(UV-vis)和带隙测试,结果表明由于三元CuxZn1-xS材料中各金属元素含量的不同,具有不同的带隙,实现了带隙的可调性,有利于与有机太阳能电池的活性层形成良好的能带匹配。最后,将三元CuxZn1-xS材料作为空穴传输层应用于结构为FTO/CuxZn1-xS/PM6:Y6/PDINO/Ag的有机太阳能电池中,研究了其对电池器件效率的影响。结果表明在Cu0.3Zn0.7S复合薄膜作空穴传输层的器件效率最高,达到8.70%。与单独的Cu S作空穴传输层器件相比,效率提高了33.45%。
其他文献
青藏高原是全球中低纬度冰川数目最多的地区,储存着巨大的淡水资源,素有“亚洲水塔”的美誉。随着全球气候变暖的持续影响,青藏高原冰川整体呈退缩状态,不仅威胁水资源可持续利用,也对生态环境产生了一系列的影响。本文主要从卫星遥感视角研究青藏高原特定冰川的高程变化,采用国产高分七号高分辨率光学立体影像和国内外的激光测高数据用于冰川高程变化监测,以期能够为准确认识青藏高原冰川变化提供参考,应对全球变暖带来的影
学位
彩钢板建筑主要材质为金属材料,夏季受热升温快,大面积的彩钢板建筑群会在一定程度上影响局部地表温度。目前,在部分城市中彩钢板建筑仍大规模存在,主要集中在产业园区、城中村和城市边缘等地块,在部分地区其面积占城市建设用地总面积的比例不断增大,成片存在的彩钢板建筑群给城市热环境带来了明显影响。因此,定量表达彩钢板建筑聚集密度与城市热岛效应间的关系对于改善城市空间热环境具有重要意义。然而,目前针对彩钢板建筑
学位
吴茱萸碱(evodiamine,EVO)是一种天然化合物,是从吴茱萸的干燥果实中分离出来的喹诺酮类生物碱。近年来,EVO被广泛应用于肿瘤研究。EVO对包括结肠癌、卵巢癌在内的多种肿瘤起抑制作用;其机制可能和抑制增殖及促进凋亡相关。EVO虽然在实验室阶段取得显著成效,但仍未见在肿瘤领域进行临床应用。本研究通过系统评价和荟萃分析,评价矛盾结论的争议性问题,为临床转化提供证据支持。大量研究表明,EVO对
学位
全球气候变暖正改变着高寒地区冬季积雪起始期和春季积雪结束期(融雪期)的提前或退后,山区积雪动态(积雪覆盖面积、积雪深度、积雪物候等)控制着植被生长季的始末和长短,对高寒地区植被长势及其生态环境具有重要作用。位于北半球中纬度地区且极具高寒特色的中国天山气候增暖和融雪期提前趋势已相当明显,积雪物候变化对该区域气候、水文和生态环境等造成了不同程度的影响。然而中国天山高寒植被物候对积雪物候动态变化响应机制
学位
背景:单核巨噬细胞系统中促炎型M1巨噬细胞增强和/或抗炎型M2巨噬细胞受损作为牙周炎的主要发病机制,通过抑制牙周膜细胞的分化能力影响牙周组织再生。消退素D1(Resolvin D1,Rv D1)是ω-3长链多不饱和脂肪酸衍生的代谢产物,在许多炎症动物模型中显示出强大的抗炎作用。然而,Rv D1调控单核巨噬细胞表型极化的作用机制在牙周炎治疗领域尚未明确。目的:本研究的目的一方面旨在验证Rv D1是否
学位
全球气候变暖等环境不断变化、人类活动强度不断增强、活动范围不断扩大,导致出现了越来越多的生态问题。对特定区域生态环境开展生态脆弱性评价研究、分析生态脆弱性的变化规律,可以为生态脆弱区域的恢复重建工作提供科学依据以及为区域可持续发展提供规划。河西走廊作为“丝绸之路经济带”的重要地段,具有重要的生态保护地位、战略地位。河西走廊作为干旱区的典型代表区域,也是我国生态脆弱性问题明显突出的地区之一。因此,对
学位
目的:探讨长期污染地区重金属暴露是否会对学龄前儿童的生长发育和肾脏产生影响。方法:以某长期重金属污染地区为研究现场,整群抽取6所幼儿园3~6岁儿童为观察对象,测量身高、称量体重、检查视力等,检测血红蛋白浓度,采集晨尿检测:(1)尿常规;(2)电感耦合等离子体质谱仪测定尿铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)和镍(Ni)的浓度,原子荧光分光光度计测定砷(A
学位
土体的冻融作用会导致季节性冻土地区的铁路路基发生冻胀和融沉等病害,严重危害了铁路的运营安全。因此,研究季节性冻土地区的高铁路基冻胀变形,对高速铁路的建设及运营具有重要意义和实用价值。本文引入数据同化的思想和方法对高铁路基冻胀变形进行研究,在考虑数据时空分布、观测场误差和背景场误差的基础上,在数值模型的动态运行过程中不断融合新的观测数据,逐步更新模型参数,以提高模型的估计和预测精度。主要研究如下:1
学位
玻璃离子水门汀(GIC)具有促进再矿化、牙髓刺激性小等优点,然而它也存在抑菌性不足和机械性能不足的问题,其机械性能的缺陷往往造成受力后材料粘接性能下降和微渗漏发生,导致治疗失败。聚六亚甲基双胍(PHMB)是一种高效、安全、无毒副作用的广谱消毒杀菌剂,是目前聚六亚甲基胍类消毒杀菌剂中性能最优者。PHMB可以大幅改善根管封闭剂的长期抑菌性能,但会降低材料的力学性能。纳米羟基磷灰石(n HA)是一种纳米
学位
有机自由基因其拥有特殊的单电子结构,而具有很高的反应活性。随着有机自由基的快速发展以及稳定性问题的解决,多种稳定的自由基材料被开发并得到广泛应用。其中,含加尔万氧自由基或TEMPO自由基的有机半导体聚合物材料,因其拥有良好的对氧稳定性及氧化还原特性,在光伏器件方面具有可观的应用前景。然而,目前有关自由基材料应用于聚合物太阳能电池中的研究还较少,相关的作用机制还不清晰。基于此,本论文合成了多种新型自
学位