氧化锡电子传输层在正置钙钛矿太阳能电池中的研究进展

近年来,钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cells,PSCs)由于具有光伏性能优异、材料成本低、制造工艺简单等优势,引起了科研工作者广泛的研究兴趣。在PSCs中,电子传输层(Electron transport layer,ETL)在提取和传输光生电子方面起着至关重要的作用。氧化锡(SnO_(2))由于具有高光学透过率、高电子迁移率、良好的化学稳定性、合理的能级结构和可低温制备等优异性能,成为PSCs器件中理想的ETL。本文围绕SnO_(2) ETL在正置PSCs中的研究进展进行综述,首先介绍了SnO_(2)的结构与光电特性,并归纳了SnO_(2)的制备方法,随后对有机无机杂化PSCs及全无机PSCs中SnO_(2) ETL的改性进行了详细的阐述和总结,包括掺杂及界面修饰处理,最后总结全文,对SnO_(2) ETL的发展进行展望。

液相色谱-串联三重四极杆质谱法测定船舶防腐涂料中三丁基氧化锡的含量

取混合均匀的样品1.00 g于比色管中,加入15 mL提取剂(水基型涂料采用甲醇;溶剂型涂料采用乙酸乙酯),于35℃超声提取15 min,将提取液离心5 min,取10 mL上层清液,氮吹至近干,用甲醇复溶并定容至2 mL,过0.45μm滤膜(水基型涂料采用尼龙滤膜;溶剂型涂料采用有机滤膜),采用液相色谱-串联三重四极杆质谱法测定滤液中三丁基氧化锡的含量。以EC-C_(18)色谱柱为固定相,以不同体积比的0.1%(体积分数)甲酸溶液和甲醇的混合液为流动相进行梯度洗脱。质谱分析中采用电喷雾正离子源和多反应监测模式,外标法定量。结果表明,三丁基氧化锡的质量浓度在0.1~2.0 mg·L^(-1)内与对应的峰面积呈线性关系,检出限为0.031 mg·kg^(-1)。按标准加入法进行回收试验,回收率为86.9%~92.9%,测定值的相对标准偏差(n=6)均小于4.0%。方法用于分析溶剂型涂料和水基型涂料各10个样品,其中溶剂型涂料中有2个样品检出三丁基氧化锡,检出量为1.18,0.82 mg·kg^(-1);水基型涂料中有1个样品检出三丁基氧化锡,检出量为0.48 mg·kg^(-1)。

基于碳纳米管-纳米氧化锡的电化学传感器灵敏检测对苯二酚

采用滴涂法将碳纳米管-纳米氧化锡复合材料修饰于玻碳电极表面,制备电化学传感器,应用循环伏安法探究对苯二酚在电极上的氧化还原行为。研究表明:当碳纳米管含量为5 mg/mL、纳米氧化锡含量为3 mg/mL、扫描速率为100 mV/s、磷酸缓冲溶液pH=6.0时,测得对苯二酚的线性范围为5.0×10^(-4)~5.0×10^(-7)mol/L,检测限达8.0×10^(-8)mol/L,相对标准偏差为5.4%~6.8%。水样中对苯二酚的加标回收率在93.0%~105%之间。该方法快速简便、准确灵敏,有望用于实际化工行业废水中酚类污染物的检测。

氧化锡整体触头钉脚铆接开裂有限元分析

氧化锡整体触头在铆接过程中经常发生钉脚开裂问题。通过分析氧化锡整体触头铆接前钉脚结构,查找铆接后产生开裂的原因,并应用有限元工具模拟仿真氧化锡整体触头铆接前钉脚形状与铆接后钉脚开裂的关联性,与现实情况下铆接后钉脚开裂情况进行比较。结果表明,氧化锡整体触头铆接前钉脚部位形状的不同会引起钉脚铆接不同程度的开裂,解决此类开裂的问题要从钉脚结构上进行改善。

纳米氧化锡锑导电涂层棉织物的制备与性能

研究纳米氧化锡锑导电涂层棉织物的制备方法及性能。利用层层组装技术在棉织物表面交替组装纳米氧化锡锑和聚合物,构筑导电涂层。测试了不同导电涂层棉织物的微观形貌、质量、厚度、透气量、导电性、稳定性和阻燃性。结果表明:随着组装层数的增加,织物质量、厚度及导电性提高,透气性降低;组装3层的织物表面电阻为54.7 kΩ/cm,比2层的电阻降低了1个数量级;氧化锡锑/聚乙烯亚胺阻燃剂改善了棉织物的阻燃性能。认为:制备的氧化锡锑导电涂层棉织物性能优良,可应用于智能可穿戴纺织品中。

掺锑二氧化锡包覆改善LiNi_(0.82)Co_(0.11)Mn_(0.07)O_(2)正极材料性能研究

采用固相法在LiNi_(0.82)Co_(0.11)Mn_(0.07)O_(2)(高镍NCM)正极材料表面包覆了纳米掺锑二氧化锡(ATO),并对比了不同包覆比例对正极材料性能的影响。扫描电子显微镜(SEM)检测表明,ATO在高镍NCM正极材料表面均匀分布。相比未包覆的高镍NCM正极材料(P-NCM),经过包覆的高镍NCM(ATO-NCM)表现出了更好的倍率性能与循环性能,0.25%(质量分数)ATO-NCM常温时3 C的放电比容量可达178.76 mAh/g,而P-NCM的放电比容量仅为166.02 mAh/g,1 C 50次循环后,0.25%的ATO-NCM材料的循环容量保持率为95.6%,远高于P-NCM的91.2%。ATO包覆可将高镍NCM的热分解温度提升10℃以上,且放热量更低。

反应等离子体沉积二氧化锡电子传输层及其在钙钛矿太阳电池中的应用

电子传输层对于钙钛矿太阳电池的光电转换效率和稳定性十分重要,二氧化锡是高效钙钛矿太阳电池中常见的电子传输层,具有良好的载流子提取和传输能力,但是基于溶液法制备二氧化锡在空气中高温退火时表面产生大量缺陷,降低薄膜的电学性能,而且溶液法不利于大面积制备.本文采用反应等离子体沉积法制备二氧化锡薄膜,通过调控辉光时间和工作电流优化薄膜性能,将其应用于小面积正式钙钛矿太阳电池中,实现了21.24%的效率.另外,通过引入异辛酸亚锡和二氧化锡结合作为双电子传输层改善器件的迟滞,电池开路电压从1.11 V提高到1.15 V,效率从21.27%提升至22.15%,迟滞因子从24.04%降低到3.69%.本工作开发了新的制备方法和有效的优化策略来制备二氧化锡电子传输层,推动了平面异质结钙钛矿太阳电池的发展,为制备高效、稳定的钙钛矿太阳电池提供了新的研究思路和方法.

石墨烯负载二氧化锡电化学传感器检测4-碘苯氧乙酸研究

该文通过水热法合成了珊瑚状的二氧化锡纳米颗粒,将其均匀生长在石墨烯上,构建了石墨烯负载二氧化锡电化学传感器对外源植物激素4-碘苯氧乙酸(4-IPOAA)进行电化学检测的方法。采用方波伏安法对不同浓度的4-IPOAA进行检测,结果显示4-IPOAA在0.5~20μmol/L和20~100μmol/L范围内具有良好线性关系,检出限(LOD,S/N=3)为9.86×10^(-2)μmol/L。4-IPOAA的电化学氧化过程受混合控制,有2个电子参与。所制备的传感器具有良好的重现性,相对标准偏差(RSD)不大于3.8%。使用加标回收法对白菜和黄瓜中的4-IPOAA进行检测,回收率分别为91.3%~106%和91.4%~116%,RSD分别为1.1%~5.2%和3.8%~8.0%。表明该传感器对4-IPOAA的实际检测具有良好的应用前景。

射频磁控溅射制备二氧化锡薄膜的气敏特性

采用射频(RF)磁控溅射法在P型硅衬底上制备了具有良好电学特性和气敏特性的二氧化锡(SnO_(2))纳米薄膜。在溅射气压分别为0.1,1.0,2.5 Pa的条件下,制备了不同表面形貌的SnO_(2)薄膜,详细分析了溅射气压对SnO_(2)薄膜表面生长、PN结的伏安特性和气敏特性的影响。实验结果表明:在溅射气压为2.5 Pa时,PN结结晶质量最好;在室温条件下,溅射气压为2.5 Pa时,SnO_(2)纳米薄膜在16×10^(-3)的乙醇环境中的电流灵敏度可达246%。

二氧化锡基锂离子电池负极材料研究进展

化石燃料带来的环境污染及能源枯竭问题亟待解决。清洁、污染少、可持续再生的新能源能够有效缓解我国能源供需紧张局势。锂离子电池由于功率密度大、续航能力强等优点被应用在电子产品、汽车、医疗器械、通讯产品、航空航天、军事工业等诸多领域。综述了二氧化锡基锂离子电池负极材料的研究进展,为金属氧化物材料在锂离子电池的实际应用提供了思路。

氯化铯掺杂氧化锡电子传输层提升钙钛矿太阳能电池光电性能

通过氯化铯(CsCl)掺杂氧化锡(SnO_(2))电子传输层(ETL)提升钙钛矿太阳能电池(PSCs)光电性能,探究掺杂ETL提升PSCs光电性能的机理。研究发现,CsCl掺杂降低了SnO2薄膜表面粗糙度,并提升其电导率,同时CsCl掺杂钝化了ETL/PVK界面处缺陷。PSCs器件的短路电流密度达到23.49mA/cm^(2),光电转换效率(PCE)达到22.16%。

石墨消解原子荧光光谱法测定工作场所空气中的二氧化锡

为了试验的可操作性、准确性、时效性,建立了石墨消解氢化物发生原子荧光光谱法测定工作场所空气中二氧化锡含量的方法,并对此方法的试验条件进行了优化。用石墨消解仪消解滤膜样品,选择用盐酸和硝酸混合溶液做消解液,用硫脲+抗坏血酸还原,选用北京吉天AFS-9330型双光道原子荧光光度计测定滤膜中二氧化锡含量。对负高压、灯电流、消解液的选择、消解温度及还原剂用量等进行了优化。结果显示,在最优实验条件下,工作场所空气中二氧化锡测定的灵敏度、精密度均良好,相对标准偏差为0.97%~1.96%。该方法操作简便,试剂消耗少,准确度高,可广泛适用于工作场所中二氧化锡含量的快速测定。

液相氧化-喷雾干燥法制备高纯超细二氧化锡颗粒

为了减少反应中氮氧化物(NO_(x))排放对环境造成的影响,提高二氧化锡产品纯度、减小粒径,以金属锡粒和稀硝酸为原料,采用液相硝酸氧化法与喷雾干燥工艺结合制备高纯超细二氧化锡颗粒。考察锡源类型、硝酸浓度及滴加速度、反应温度及煅烧温度等参数对产物的影响,并利用X射线衍射仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、扫描电子显微镜、激光粒度仪、比表面积分析仪等对所制备的偏锡酸(H_(2)SnO_(3))和二氧化锡进行结构和性能表征。结果表明:以锡粒为锡源、硝酸质量分数为25%、滴加速度为30 m L/min、反应温度为80℃,经喷雾干燥工艺处理,再经950℃煅烧,最终制得纯度为99.997%、D_(50)为1.15μm、D_(90)为2.44μm、比表面积为3.86 m^(2)/g的二氧化锡,该产品在屏幕显示技术领域有重要应用,可用于制备氧化铟锡粉体材料(ITO)。

铜掺杂二氧化锡纳米片对乙醇的气敏性能研究

为解决摄入高浓度乙醇对身体健康产生的危害,并且乙醇蒸汽与空气混合在高温环境下容易发生爆炸的问题,以十六烷基三甲基溴化铵为结构指导剂,在水热条件下合成了铜(Cu)掺杂的二氧化锡(SnO_(2))树叶状纳米材料,通过X射线衍射、扫描电子显微镜以及X射线光电子能谱对材料进行表征。气敏测试结果表明:当铜掺杂量为摩尔分数2%时,这种SnO_(2)对乙醇的气敏响应最佳。具体表现为:在250℃的工作温度下,对体积分数为1×10^(-6)乙醇的响应值(Ra/Rg)高达139.65,较纯SnO_(2)传感器材料的响应值提高了近5倍。此外,该材料还对乙醇表现出良好的选择性,这主要是由于这种材料表面具有丰富的表面吸附氧。此项研究表明合理的元素掺杂是提升气体敏感性能的一种有效策略。

固相扩散提升化学包覆银氧化锡材料的电性能试验

采用固相扩散工艺对化学包覆后的银氧化锡粉末进行处理,用等静压、烧结、挤压、拉丝等加工工艺对材料进行加工,将其与未经过固相扩散工艺的化学包覆银氧化锡材料的物理性能、力学性能以及电性能进行对比。结果表明:固相扩散银氧化锡材料组织的均匀性以及电性能均有显著提升。

直流条件下不同银氧化锡电接触材料电性能研究

采用合金内氧化法制备了不同AgSnO_(2)In_(2)O_(3)材料及铆钉,在DC 13.5 V/25 A、阻性负载条件下进行模拟电性能试验。比较了3种丝材的力学性能与显微组织,研究了不同AgSnO_(2)In_(2)O_(3)材料的电性能影响作用机理。得出结论:随着Sb_(2)O_(3)含量的增加,丝材密度、硬度、抗拉强度呈现出逐渐降低的趋势;当Sb_(2)O_(3)含量较低时,以材料转移机理为主,随着Sb_(2)O_(3)含量的增加,触点以消耗机理为主;当Sb_(2)O_(3)含量为1%时,抗熔焊性能最优;适量的Sb_(2)O_(3)通过增加熔桥的脆性从而提高触点材料的抗熔焊性能。

高效抑制锡粗化显著增强二氧化锡储锂反应可逆性的物理屏障策略

二氧化锡(SnO_(2))是一种有理想应用前景的锂离子电池(LIBs)新型高容量负极材料,理论储锂为1494 mAh·g^(-1),是商用石墨负极的4倍。然而,循环过程中Sn纳米颗粒的持续粗化会导致常规结构SnO_(2)电极储锂反应可逆性衰减,成为其关键失效机制。提出了一种构筑物理屏障高效抑制Sn粗化以显著增强SnO_(2)储锂反应可逆性提升电池性能的可行性策略,即将SnO_(2)纳米颗粒均匀封装在碳基质材料、导电聚合物或无机材料等物理屏障中,有力地防止包裹的SnO_(2)纳米颗粒间的Sn相粗化,增强合金化-去合金化和转化反应活性,提升电池循环稳定性和倍率性能。

化学共沉淀法制备镧掺杂纳米二氧化锡的研究

以SNCl4和La2O3为原料,采用化学共沉淀法制备掺杂La的纳米SnO2,并对其物相和粒度进行了分析.结果发现采用化学共沉淀法制备La掺杂SnO2粉末,焙烧温度在400～650℃时,其晶体结构保持SnO2的四方结构;750℃以上焙烧,得到La2Sn2O7和SnO2两相结构.La元素的掺杂明显抑制SnO2晶粒的长大,并且随含量的增加抑制SnO2长大的效果更明显.同时掺杂La元素使纳米SnO2晶粒的形成与长大对保温时间不敏感,在550℃焙烧1 h与8 h晶粒大小只相差1 nm左右.

二氧化锡/碳纳米管复合材料的制备及电化学性能研究

以氯化锡(SnCl_(4)·5H_(2)O)为原料,采用水热反应法将二氧化锡(SnO_(2))与多壁碳纳米管(MWCNTs)进行复合,合成SnO_(2)/MWCNTs复合材料,研究不同多壁碳纳米管掺杂量对样品电容性能的影响。XRD研究结果表明,掺杂多壁碳纳米管并未对SnO_(2)的晶体结构产生影响。SEM测试结果表明,MWCNTs一定程度上抑制了SnO_(2)团聚现象;充放电测试结果表明,当MWCNTs掺杂量为60%时,在测试电流密度10 mA·g^(-1)条件下,首次放电比电容为205 F/g,循环50次后比容量保持率为92.68%,电化学性能明显得到改善。

二氧化锡基惰性阳极的耐腐蚀性研究

探讨了SnO_2基惰性阳极在冰晶石一氧化铝熔体中的腐蚀行为,研究发现,过量的NaF和AlF_3都是不利的,而过量的NaF更为有害。分子比的最好范围是2.8～3.2。Al_2O_3浓度对SnO_2基阳极的腐蚀速率也有显著的影响,当Al_2O_3浓度低于2%时,腐蚀速率急剧增加;当Al_2O_3浓度处于或接近饱和时,电极工作良好,腐蚀速率很低。高LiF含量和高电流密度对SnO_2基电极来说都是有害的。在某些情况下,惰性阳极会发生严重的崩散现象。本文对腐蚀机理也作了初步探讨。