Au-NPs对氧化铌忆阻器界面修饰的影响

在阻变器件中,通过在氧化铌薄膜和底电极之间旋涂一层金纳米颗粒(Au-NPs)作为界面修饰层,可以明显降低氧化铌忆阻器的阈值电压,提高阈值电压分布的集中性。通过扫描电子显微镜发现,旋涂在底电极上面的Au-NPs分布较为均匀,有利于器件在Au-NPs等固定位置形成导电细丝,从而降低了导电细丝随机形成的可能性。I-V循环测试证实了Au-NPs的引入明显增强了空间电荷限制电流的输运特性,表明有利于固定导电细丝的生长,提升器件稳定性。

埋底界面修饰对钙钛矿太阳能电池的影响

经过十多年的发展,钙钛矿太阳能电池(PSCs)迅速实现了能量转换效率(PCE)从3.8%提高到25.7%的突破,在新一代光伏产业中具有显著的竞争力。钙钛矿太阳能电池的蓬勃发展不仅源于钙钛矿材料具有高光吸收系数、优异的载流子迁移率和可调节的直接带隙,还源于其简便且成本低廉的制造工艺。但是钙钛矿电池内部的缺陷问题,特别是钙钛矿层与底层界面处的缺陷是限制钙钛矿电池效率与稳定性进一步提升的一个瓶颈。通过有效的界面修饰,一方面可以提高钙钛矿的效率,另一方面可以提高器件的稳定性。本文从界面工程对钙钛矿性能的影响出发,着重介绍了埋底界面的修饰工作对钙钛矿电池效率与稳定性的影响,包含电子传输层(ETL)/钙钛矿界面与空穴传输层(HTL)/钙钛矿界面这两部分,通过对这两类埋底界面的有效改性修饰,器件的效率与稳定性显著提高。通过对比分析了各种材料与实验方法对钙钛矿器件整体性能和稳定性的影响,探索了一条有效改善器件性能的路径。最后,本文还对钙钛矿太阳能电池的前景进行了展望。

MoO_(3)界面修饰提升刮涂钙钛矿太阳电池性能

在空穴传输层Spiro-OMeTAD和Ag电极之间引入三氧化钼(MoO_(3))空穴修饰层,并研究其对空气中刮涂的钙钛矿太阳电池光伏性能的影响,结合导电性测试、稳态光致发光光谱和水接触角测试等探究其影响机制。实验和测试结果表明MoO_(3)可提升空穴传输能力和减小界面电阻,同时对下方的Spiro-OMeTAD及钙钛矿起到保护作用,可减缓空气中水氧侵蚀。基于MoO_(3)界面修饰层的在空气中刮涂制备的钙钛矿太阳电池光电转换效率由15.14%提升至18.30%,尤其是填充因子的平均值由60%提升至76%,电池稳定性得到改善,未封装电池在400 h后仍保持初始效率的90%。

I_(2)界面修饰对全无机CsPbBr_(3)钙钛矿太阳能电池性能的影响

通过在CsPbBr_(3)薄膜上旋涂一次I_(2)的异丙醇溶液以修饰CsPbBr_(3)吸光层,钝化CsPbBr_(3)层表面缺陷,改善CsPbBr_(3)薄膜形貌。同时通过利用环境友好的绿色溶剂水溶解CsBr,显著提高了其溶解度,减少了旋涂次数,简化了电池制备流程。实验结果表明,在CsPbBr_(3)钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)中,使用5 mg·mL^(-1)I_(2)的异丙醇溶液界面修饰的器件具有最佳光伏性能,其最高开路电压(open-circuit voltage,V_(OC))为1.55 V,短路电流密度(short circuit current density,J_(SC))为7.45 mA·cm^(-2),填充因子(fill factor,FF)为85.54%,光电转换效率(photoelectric conversion efficiency,PCE)达到了9.88%。

锡酸钡/钙钛矿的界面修饰对钙钛矿太阳能电池性能的影响

三元金属氧化物锡酸钡(BaSnO_(3))是一种高性能的电子传输层,改善电子传输层与钙钛矿吸收层之间的界面是提高电池性能的有效方法。通过旋涂法,制备镧掺杂的锡酸钡(LBSO)电子传输层,并在上层旋涂一层[6,6]-苯基-C_(61)-丁酸甲酯(Phenyl C_(61) butyric acid methyl ester, PCBM),修饰电子传输层与钙钛矿吸收层间的界面,分析PCBM层对太阳能电池器件性能的影响。结果表明:PCBM修饰界面能够改善电子传输层的表面形貌,使钙钛矿的晶粒尺寸增大,缺陷态密度减少,抑制界面的非辐射复合;PCBM的修饰能够使电子传输层与钙钛矿层的能级更加匹配,从而提高了载流子的传输效率,使器件开路电压明显提高;PCBM修饰后的器件开路电压从1.07 V提高到1.10 V,获得了17.81%的光电转换效率,且经过16 d后,电池仍能保持初始效率的89.28%。

二维界面修饰对全无机CsPbBr_(3)薄膜光电性能的调控

全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池中的电荷传输层与钙钛矿层界面的载流子复合是制约其光电转换效率进一步提升的关键因素。文中采用带隙和带边可调控的二维过渡金属硫族化合物(MoS_(2)、MoSe_(2)、WS_(2)和WSe_(2))材料作为电子传输层和钙钛矿层之间的界面修饰材料和载流子传输材料,利用晶格匹配的范德华外延生长高质量的钙钛矿薄膜,同时通过界面能级补偿和势垒消减,降低钙钛矿层与电子传输层之间的界面电荷损失,促进全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池器件中载流子的提取与传输,使器件光电转换效率由初始的7.94%提高到10.02%,同时开路电压从1.474 V提升至1.567 V。该研究为制备高质量的钙钛矿薄膜同时实现界面能级匹配的高性能光电器件提供了一条新途径。

基于硅酞菁界面修饰的高效钙钛矿太阳能电池研究

有机金属卤化钙钛矿得益于其优异的光电性能,如吸收系数高、迁移率高、载流子扩散距离远、实验室易于合成、稳定性较强等优点,成为大多数钙钛矿太阳能电池研究者的首选材料.但是钙钛矿薄膜在表面和晶界处不可避免地存在大量缺陷.一方面,这些缺陷会影响载流子的传输,降低器件效率;另一方面,空气中的水和氧气会通过缺陷态位置渗入钙钛矿层,导致钙钛矿分解.为了降低缺陷态对钙钛矿太阳能电池器件光伏性能的影响,该文将芘酸取代的硅酞菁(SiPc-Py-4)旋涂在钙钛矿吸光层与空穴传输层之间,对钙钛矿表面进行钝化,显著提高了太阳能电池效率,提高了器件稳定性.钝化后的器件效率从19.46%提高到20.72%.该工作为钙钛矿太阳能电池的界面修饰以及缺陷钝化提供了新思路.

氨基甲酸乙酯界面修饰对钙钛矿太阳能电池性能影响

虽然有机无机杂化钙钛矿材料因其优异的光电性能而在光伏领域崭露头角,但溶液法制备过程中无可避免产生的界面缺陷会导致界面处发生载流子非辐射复合而造成载流子损失,同时,水分和氧气经界面缺陷部位渗入钙钛矿层中也会对器件的长期稳定性造成不利影响。研究表明,钙钛矿薄膜的界面修饰具有缺陷态钝化、能级调节等作用,是改善电池光电性能的有效手段。基于此,本文在钙钛矿薄膜与空穴传输层(HTL)之间引入氨基甲酸乙酯(EU)钝化层,其官能团C==O与—NH_(2)作为路易斯碱可以与钙钛矿晶体中未配位的Pb^(2+)产生键合作用,从而抑制载流子与晶界处的缺陷复合。最终,在全空气环境下制备的n-i-p型平板结构钙钛矿太阳能电池经EU优化后的光电转换效率(PCE)由初始的17.23%提升至19.51%,在湿度约为40%的空气环境下放置35天仍能保持85%的初始PCE,具有优异的湿度稳定性。

基于双层界面修饰的高性能底栅底接触有机薄膜晶体管研究

一种兼容的双界面修饰被成功应用于修饰有机薄膜晶体管的底接触电极和绝缘层界面。这种兼容的双界面修饰为首先采用4-FTP修饰银源漏电极进而提高其功函数,然后采用HMDS或者OTS进一步修饰二氧化硅绝缘层界面。结果显示场迁移率得到极大提高,其最优特性高达0.91 cm2V-1s-1。

界面修饰对致密砂岩气藏微孔系统渗流的调控

概括了致密储层实现界面修饰的方法,从微观角度分析了界面修饰机理,综述了氟化物界面修饰技术对致密砂岩储层中流体渗流的影响及其在油气田开发中的应用,提出了界面修饰在致密储层保护与开发中的前景及进一步研究方向。

有机电致发光器件中阴极界面修饰的材料、方法及分类

综述了有机电致发光器件中阴极界面修饰的材料、方法和分类.着重介绍了LiF/Al薄绝缘层/金属复合电极在小分子和聚合物器件中的实验结果和各种原理分析,同时阐述了使用薄绝缘层/金属复合电极作为阴极界面修饰的能级模型和理论模拟.

异质结表/界面修饰对杂化太阳电池性能的优化

为了增进无机半导体和有机聚合物半导体之间的相容性,优化电池的光电性能,基于一维无机TiO2纳米棒有序阵列和有机聚合物PCPDTBT,构建了一种结构为TiO2/PCPDTBT的杂化太阳电池。用一种有机三苯胺类两亲分子来调控此无机、有机材料的两相表/界面性质。采用SEM,TEM,XRD,EDS,UV-vis,PL等方法对杂化膜电极进行表征。电池性能测试表明,表/界面修饰后太阳电池的性能得到提高,电池效率η为0.81%;开路电压衰减测试表明,异质结表/界面经修饰后,杂化太阳电池的电子寿命有所提高。因此,通过异质结表/界面修饰改善活性层的形貌结构对电池性能有重要影响。

有机电致发光器件中的阳极界面修饰的特点与类型

阳极界面修饰作为简单易行的工艺和方法,可以有效地改善有机电致发光器件的性能而得到广泛应用.本文综述了有机电致发光器件中阳极界面修饰的基本特征和类型.结合修饰材料制备工艺和特牲,介绍了各种ITO阳极界面修饰的原理和应用.

吸水性微胶囊界面修饰提高水泥基材料抗渗性研究

在自修复水泥基材料中,微胶囊与水泥基体间的界面结合决定着微胶囊被裂缝触发的概率,从而影响自修复效果。本文针对吸水性微胶囊的界面结合问题,利用硅烷偶联剂KH550修饰环氧/海藻酸钙微胶囊表面,以改善其与水泥基体间的界面结合情况。采用X射线光电子能谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪等表征硅烷偶联剂在微胶囊表面的键合状况,利用压汞法分析水泥基材料的孔结构,并测试水泥基材料的抗渗性与自修复效果。结果表明,硅烷偶联剂能够与微胶囊外壁的海藻酸钙发生化学键合,微胶囊与水泥基体间的界面结合得到有效改善,水泥基体中有害孔数量减少,无害孔和少害孔数量增加,水泥基材料的抗渗性和自修复效果获得提升。

有机无机界面修饰层改善铁酸铋薄膜太阳能电池的光伏性能

采用溶胶-凝胶法旋涂铁酸铋(BiFeO_3)薄膜,并结合层层退火工艺获得结晶良好的纯相BiFeO_3晶体。实验引入了还原氧化石墨烯(RGO)和十八烷基三氯硅烷(C_(18)H_(37)SiCl_3,OTS)作为界面修饰材料,研究不同界面修饰材料对BFO薄膜光伏器件结构和光伏性能的影响。结果发现,RGO既能增加器件的开路电压(Voc,从0.67 V到0.84 V),又能明显提高填充因子(FF,从0.664到0.965)和光电转换效率(PCE,从1.03到1.67),是比较理想的界面修饰材料;虽然OTS膜不能提高器件的FF和PCE,但在提高Voc(从0.67 V到1.15 V)上作用明显;既RGO和OTS修饰层对BFO薄膜光伏性能的改善具有不同的作用。

高导热金刚石/铜复合材料界面修饰研究进展

界面结合良好的金刚石/铜复合材料具有优异的热物理性能。通过各种手段修饰金刚石-铜界面能够充分发挥金刚石/铜复合材料的高导热潜力。综述了制备金刚石/铜复合材料时主要的两类界面修饰方法:金刚石表面预镀碳化物形成元素和对铜基体预合金化,并对这两类修饰手段的制备工艺和导热机制进行了简单评述。探讨了金刚石/铜复合材料制备及界面修饰领域目前存在的问题及发展趋势。

溶液法制备PVP为界面修饰层的红荧烯结晶性薄膜

为了获得低成本、高结晶度的红荧烯薄膜,采用溶液加工的方法和聚合物界面修饰层研究了红荧烯薄膜的性质。首先,通过旋涂方法在Si/SiO_2衬底上先沉积一层聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为界面修饰层,利用偏光显微镜(POM)、原子力显微镜(AFM)研究了PVP层表面形貌及粗糙度。接着在PVP上滴涂红荧烯溶液后固化烘干,制备红荧烯晶体薄膜,研究了不同PVP浓度和不同成膜温度下界面修饰层对红荧烯表面形貌的影响。然后,利用X射线衍射(XRD)表征对比研究了薄膜的微观结构。最后,分析了红荧烯晶体薄膜的生长机制。实验结果表明:80~140℃及低浓度的PVP条件下能得到结晶度高、连续的红荧烯球晶,并且温度升高时,球晶尺寸变大。PVP作为界面修饰层有利于改善红荧烯的成膜性,制备高结晶度的晶体薄膜。

溶胶凝胶法制备以Al_2O_3为界面修饰层的铪铟锌氧薄膜晶体管

利用溶液法制备了以HfSiOx为绝缘层、HfInZnO为有源层、Al_2O_3为界面修饰层的TFT器件。HfSiOx薄膜经Al_2O_3薄膜修饰后,薄膜表面粗糙度从0.24nm降低至0.16nm。Al2O3薄膜与HfSiOx薄膜之间的界面接触良好,以Al_2O_3为界面修饰层的TFT器件整体性能得到提升,具体表现为:栅极电压正向和反向扫描过程中产生的阈值电压漂移显著减小,器件的阈值电压和亚阈值摆幅降低,迁移率与开关比增大。研究证明,溶液法制备Al_2O_3薄膜适合作为改善器件性能的界面修饰层。

阴极界面修饰层改善平面p-i-n型钙钛矿太阳能电池的光伏性能

有机/无机杂化金属卤化物钙钛矿半导体材料结合了有机材料良好的溶液可加工性以及无机材料优越的光电特性,近几年受到了热捧,成为太阳能电池领域一颗耀眼的明星.伴随着钙钛矿薄膜结晶过程和形貌的优化、器件结构的改进以及电极界面材料的开发,这类有机/无机杂化金属卤化物钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从最初的3.8%迅速提高到目前最高的22.1%.其中界面工程在提升器件性能上发挥着极其重要的作用.本文总结了平面p-i-n型钙钛矿太阳能电池中阴极界面修饰层(CBL)的研究进展.CBL从材料上讲可分为无机金属氧化物、金属或金属盐以及有机材料,从构成上讲可分为单层CBL、双层CBLs以及共混型CBL.本文对这些类型的CBL分别给予详细的介绍.最后,我们归纳出CBL在改善器件效率和稳定性上所起的作用以及理想CBL所应满足的要求,希望能为以后阴极界面修饰材料的设计提供一定的借鉴.

酞菁钴界面修饰的Cu_xS·CdS复合硫化物光催化剂

报导了酞菁钴负载到CuxS和CdS半导体界面合成的一种新型光催化剂，并对其光催化分解H2S的活性进行了考察，同时研究了酞菁钴分子与半导体相互作用及其时催化性能的影响．实验结果表明，CoPc的负载能够显著提高复合硫化物性化剂光解H2S的活性，在一定条件下，能使反应速率提高2－3倍．活性的增加与CoPc加入量呈现非线性关系，且制备过程不同，催化剂活性的变化规律也不同．先负载到CuxS表面表现出更为明显的促进作用．废物浓度与CoPc的加入量也呈现出非线性关系，在低的底物浓度下CoPc对活性有相对显著的促进作用．在CoPc的DMF溶液中加入10－5mol·L－1的Cu2＋负载后的结果表明，Cu2＋的加入使催化剂活性大幅度提高，这可能与Cu2＋和Co2＋交换后形成的CuPc使催化剂吸光波长红移有关．本文还就可能的电子转移机制进行了探讨．