【摘 要】
：
近年来,随着全球自然资源的大量消耗,人们的环保意识逐渐觉醒,渴望发展新型环境友好型能源以取代传统能源。太阳能,是全球资源丰富、取用便宜、低碳排放的可持续能源,是能够有效解决世界性能源问题的绿色能源之一。光伏技术,能够将太阳能直接转化为电能,成为科学家们聚焦的研究领域。有机太阳能电池（organic solar cell,OSCs）作为一种新型的光伏技术,具有成本低、易加工和质量轻等优点,还具备可制
论文部分内容阅读
近年来,随着全球自然资源的大量消耗,人们的环保意识逐渐觉醒,渴望发展新型环境友好型能源以取代传统能源。太阳能,是全球资源丰富、取用便宜、低碳排放的可持续能源,是能够有效解决世界性能源问题的绿色能源之一。光伏技术,能够将太阳能直接转化为电能,成为科学家们聚焦的研究领域。有机太阳能电池（organic solar cell,OSCs）作为一种新型的光伏技术,具有成本低、易加工和质量轻等优点,还具备可制成柔性穿戴电子器件的潜力。由于非富勒烯受体活性层材料的迅速发展,本体异质结OSCs的光电转换效率（power conversion efficiency,PCE）也迎来快速突破,已经超过19%。目前,对于OSCs的改进,主要集中在活性层优化、器件结构设计以及界面工程等方面。界面修饰材料可以调控电极/活性层的界面能级结构,阻止界面上的物理形貌变化或化学反应对活性层的破坏,以及改善活性层薄膜表面的润湿性、电导率等表面的功能修饰,最终提升载流子在器件中的迁移率,改善电极处电荷的提取与收集。因此,界面工程是提升OSCs性能的重要手段。本论文从界面工程的角度出发,将碱基衍生材料作为电极修饰材料,研究了其对器件光伏性能的影响。主要的研究内容包括:（1）首次采用碱基腺嘌呤衍生小分子N~9,N9’-三亚甲基双腺嘌呤（AA）溶于2,2,2-三氟乙醇（TFE）中修饰氧化锌（ZnO）纳米粒子,制备ZnO:AA薄膜作为阴极界面层（CIL）应用于反型有机太阳能电池（inverted organic solar cell,i OSC）。结果表明,AA的加入,可以有效调控界面的能级,使ZnO薄膜的表面功函数（work function,WF）从4.79 e V降低至4.46 e V,并减少了器件的暗态漏电流,有效抑制了器件内载流子的复合。ZnO:AA纳米粒子薄膜实现了在低温退火（从150°C降低到60°C）的条件下,i OSCs器件性能的全面提升。采用该薄膜制备基于富勒烯(PTB7:PC71BM)和非富勒烯（PM6:Y6）体系的i OSC器件,PCE值分别从7.29%和14.31%提高至8.77%和15.63%。（2）基于AA的研究,探索了腺嘌呤聚合物——聚（9-（4-乙烯基苄基）腺嘌呤）（PA）作为ZnO纳米粒子的修饰材料,制备ZnO:PA复合薄膜作为CILs对i OSC光伏性能的影响。PA对ZnO纳米粒子的修饰,使ZnO薄膜在不进行热处理的情况下,于富勒烯和非富勒烯体系的i OSCs中获得优异的光伏性能。对于非富勒烯型（PM6:Y6）i OSCs,其PCE值达到16.22%,是同类型器件中最佳效率之一。ZnO:PA薄膜作为器件的CIL降低了阴极/活性层界面接触电阻和表面WF,抑制了器件的内部载流子复合,实现了有效的载流子提取和收集。得益于ZnO:PA复合薄膜电导率的提高,修饰后的ZnO薄膜在18-100 nm的厚度范围内,都可以得到高性能的器件,更有利于大面积加工工艺的应用。（3）采用含不同碱基单元的碱基聚合物PA和聚(1-（4-乙烯基苄基）胸腺嘧啶（PT）为高WF电极修饰材料,研究其对有机电子器件性能的影响。根据DFT计算,PA和PT的聚合物重复单元自身具有较强的分子偶极矩,能与电极材料形成界面偶极,从而调控界面WF。紫外光电子能谱（UPS）和开尔文扫描仪（SKP）的表征,也证明了DFT计算结果,两种碱基聚合物均显著降低了银（Ag）、金（Au）和氧化铟锡（ITO）的表面WF。并且,含有胸腺嘧啶单元的PT具有更强的分子偶极矩,对界面WF的调节能力也更强。X射线光电子能谱仪（XPS）测试校正的薄膜最佳厚度为～9 nm时,PA和PT作为电极修饰材料在有机光电子器件中具有普适性,可应用于OSCs结构、钙钛矿太阳能电池结构和有机场效应晶体管器件中。并且,由PA作为CIL制备的PM6:Y6型OSCs,实现了较高的性能突破,最高器件效率达到17.2%,是生物质材料作为器件CIL中报道的最高效率之一。
其他文献
随着工业的发展,化工分离在生产过程中占重要地位。与能耗较高的传统的分离技术（如精馏、结晶等）相比,基于固体吸附剂的分离技术由于其成本低、分离效率高等优点,引起了研究者们的广泛关注。该分离技术的关键之处在于高效的分离材料。因此,开发具有高效分离性能的优异功能材料具有重要意义。金属-有机骨架材料（Metal-organic frameworks,MOFs）作为一种新型的纳米多孔材料,因其具有高比表面积
作为化工过程强化技术的典型代表之一,超重力技术主要依靠旋转填充床（Rotating Packed Bed,RPB）内多孔填料的高速旋转产生超重力环境,将液体分散雾化进而加速相界面更新,达到强化多相传递的目的。填料作为RPB的核心部件,其结构形式与其内部流动及传质特性等密切相关。传统螺旋缠绕式填料所固有的径向流通截面变化大的特点会对流动及传质性能产生不良影响。为此,本课题针对RPB内应用最为广泛的丝
目的 构建手术室护士绩效考核体系。方法 通过文献回顾结合质性访谈和头脑风暴法初步形成手术室护士绩效考核指标框架。采用德尔菲法对初步形成的指标框架进行修改，并计算各指标权重的专家评分均值，转化成构成比代表该指标的权重值，形成手术室护士的绩效考核体系。结果 共进行两轮专家函询，专家意见协调系数分别为0.187、0.223,专家咨询结果的积极系数均为100%,专家权威程度系数为0.94。构建了包含4个一
超级电容器具有卓越的功率性能,能在短时间内快速充放电,兼具长使用寿命、低维护成本和出色的循环稳定性,这些显著的电化学优势使其在能源器件应用领域大放异彩。器件的电化学性能受电极材料直接影响,镍钴基电极材料具有良好的导电性和氧化还原能力,来源广泛、生产成本低、环境友好等特性提升了其研究价值。其中,镍钴基硫化物、碱式碳酸盐（水滑石）成为当下的研究热点,但由于在充放电过程中的形态破坏易导致较差的循环稳定性
为了减少停电带来的损失，提出了一种2阶段台风灾害下电力抢修队伍智能调拨技术。首先，综合考虑气象因素、地理因素及电网因素，使用随机森林算法在1 km×1 km网格尺度上对停电用户数量进行预测；其次，对每个网格的受损程度等级进行划分，根据受损程度不同，用非支配排序遗传算法对抢修路径进行寻优；最后，以广东省某县为例探讨该调拨策略有效性。案例结果表明：停电用户数量预测准确性达88.48%；电力抢修路径优化
聚合物同质复合材料（single polymer composite,SPC）是一种兼具高强度、高模量以及良好可回收性的新型材料,在汽车行业具有广泛的应用前景。然而,由于传统热加工方法存在加工温度窗口狭窄、高占比纤维浸润难度大、界面分子链缠结程度低等技术瓶颈,难以满足汽车领域大型异构零件的加工制造要求。为此,本文提出原位反应成型制备SPC的新方法,通过将聚合物纤维预先缠绕并放置在模具中,将同种聚合
汽车尾气中CO高效脱除关乎空气污染治理及国民健康。随着内燃机的更新换代,汽车尾气中NOx污染物含量降低,取而代之的是更高含量的CO和碳氢化合物,这对汽车尾气处理催化剂脱除CO的性能提出了更高的要求。CeO2基催化剂具有优异的氧储存能力及独特的电子性质,是目前最有效的CO氧化催化剂之一。氧化反应中,催化剂活性组分与载体的界面位点是电子转移的主要场所。为进一步提升CeO2基催化剂的CO氧化性能,需从调
航空发动机、重型燃气轮机、压缩机等叶轮机械是我国国防力量和工业生产的核心设备。在运行过程中,这些叶轮机械的转子系统将不可避免地受到基础激励、不平衡激励等激励的作用,导致转子出现不同程度的振动问题。而传统鼠笼式挤压油膜阻尼器（Squeeze Film Damper,SFD）中存在高度的非线性油膜力,可能会使转子系统出现双稳态响应、锁死及非协调进动等非线性振动问题。为解决传统鼠笼式SFD的非线性问题,
随着社会的不断发展以及工业化进程的快速推进,人们对于能源的过度开采和使用使得能源和环境面临着巨大的问题。光催化技术中应用较为广泛的水制氢和CO2还原技术因能解决能源和环境两大问题而引起人们的广泛关注。镍基助催化剂因其成本低、储量丰富、合成方法简单和催化性能优异等特点,在光催化领域表现出了广阔的前景。半导体材料Cd S因其合适的带隙和能带位置被认为是最理想的光催化剂之一。本文通过镍基助催化剂的结构调
能源危机和环境污染促使人类寻找清洁可替代能源。如果可以直接利用自然界储量丰富的太阳能或是将其间接转化为电能,通过光化学或电化学的方法促使能源转换对解决能源和环境危机具有现实意义。水分解、燃料电池、金属-空气电池等是能源存储与转换的关键,而其中扮演关键角色的是析氢、析氧、氧还原等各类反应。制约反应速率和效率的关键是催化剂,因此需要合理设计、开发催化剂。本论文采用第一性原理方法,针对光催化剂的禁带宽度