取向碳纳米管/高分子新型复合材料的制备及应用

碳纳米管/高分子复合材料已经被广泛研究,但长期以来存在一个共同而关键的挑战,即碳纳米管无规聚集,结构难以调控,性能无法满足应用需要.本工作提出了制备取向碳纳米管/高分子复合材料的一种新方法,获得块状、膜状、纤维状复合材料,制备的关键步骤是通过化学气相沉积法合成可纺的高质量碳纳米管阵列.该方法简单易行,具有较好的普适性.由于碳纳米管取向排列,复合材料具有优异的物理性能,如碳纳米管取向后复合材料的机械强度和导电率可分别提高一个和三个数量级.在此基础上,进一步探讨取向碳纳米管/高分子复合材料作为新型电极在有机太阳能电池中的应用.

靶向钝化与界面载流子动力学优化以提高无空穴传输层的窄带隙钙钛矿太阳电池的效率和稳定性

窄带隙锡-铅混合钙钛矿太阳电池(PSCs)的效率有望接近Shockley-Queisser极限,然而,易氧化的亚锡离子Sn^(2+)以及载流子传输层/钙钛矿未优化的界面接触会导致严重的界面电荷复合和器件性能下降,这在很大程度上阻碍了锡-铅混合钙钛矿太阳电池的实际应用,本文通过在钙钛矿中掺入少量有机膦酸咔唑分子,成功地制备了无空穴传输层锡-铅混合钙钛矿太阳电池.相对于Pb^(2+),有机磷酸咔唑分子在晶界处和晶体表面与Sn^(2+)离子有更强的化学配位作用,从而有效抑制Sn^(2+)的氧化,钝化缺陷并抑制非辐射复合。在移除空穴传输层的情况下,此类有机膦酸咔唑分子靶向修饰作用可有效增强内建电场(~100mV),优化透明导电基底与钙钛矿层的能级排列,从而加速光生电荷分离,促进界面空穴抽取和传输.最终,无空穴传输层的锡-铅混合钙钛矿太阳电池获得最高20.21%的光电转换效率,开路电压高达0.87V,同时实现了超过2400小时的长期稳定性。