(Ag,Cu)/TiO_(2)汽车玻璃隔热膜的制备与表征

利用磁控溅射技术制备由金属(Ag,Cu)膜、介质层TiO_(2)膜组成的双层汽车玻璃隔热膜样品。利用单因素分析法考察了溅射时间、溅射功率和Ar溅射流量三个因素对(Ag,Cu)/TiO_(2)汽车玻璃隔热膜透光隔热性能的影响。实验结果表明,在在本底真空度3×10^(-3) Pa,溅射气压2.1 Pa条件下,靶基距均为70 mm时,金属(Ag,Cu)膜溅射时间18 s,溅射功率80 W,Ar溅射流量20 sccm;介质层TiO_(2)膜溅射时间50 min,溅射功率115 W,溅射流量25 sccm时,(Ag,Cu)/TiO_(2)汽车玻璃隔热膜的透光隔热性能最佳。

气体流量对磁控溅射氮化镍薄膜对电极性能的影响

目的:开发性能卓越、成本经济的对电极,优化氮化镍薄膜制备工艺。方法:使用直流磁控反应溅射技术探究气体(氮气、氩气)流量对薄膜对电极的性能及组装成染料敏化太阳能电池的光电转化效率的影响。利用X射线衍射仪分析薄膜物相组成、紫外-可见分光光度计对薄膜透光度进行分析、太阳光模拟器和数字源表测定电池的光电转换效率。结果:氮化镍薄膜为四方相Ni2N物质,在通入固定Ar流量(16 mL·min^(-1))的条件下,电池光电转换效率随N2通入量的增加而增加;在通入固定N2流量(10 mL·min^(-1))的条件下,电池光电转换效率随Ar通入量的增加而减小,未通入Ar时为最优(η=2.87%),这与Ar流量为16 mL·min^(-1)、N2流量为10 mL·min^(-1)条件下的电池光电转换效率非常接近,但制备成本更低。此时薄膜透光率接近40%,满足将其作为半透明光伏窗以实现绿色低碳建筑的要求。结论:半透明光伏窗不仅具备窗户的采光功能,还能通过光伏组件发电以降低能耗,为染料敏化太阳能电池和光伏建筑一体化技术相结合提供了可能性,具备较大的节能潜力。

单一天然染料制备染料敏化太阳能电池

目的研究天然染料敏化太阳能电池的光电性能并降低其生产成本,提高染料敏化太阳能电池的制作效率.方法采用一种有效的天然染料的提取与纯化方法,从不同种类的植物中提取了十一种天然染料,包括蔬菜、水果、茶叶等,组装成天然染料敏化太阳能电池,并检测其光电性能,最后对各个天然染料敏化太阳能电池的光电性能进行分析.本实验还采用了静电喷镀的技术,将染料喷镀到工作电极上,并将采用静电喷镀技术得到的结果与传统浸泡的方法相比较.结果采用蓝莓制备的染料作为光敏剂敏化的太阳能电池在所研究的十一种染料中表现出最好的光电性能,其光电转化效率达到1.11%.结论这种静电喷镀技术不仅提高了染料敏化太阳能电池的制作效率,从检测结果看,染料的吸光度也大大提高,为染料敏化太阳能电池光电转化效率的提高以及未来染料敏化太阳能电池的商业化发展奠定了基础.

不同锡源对喷雾热解法制备SnO_(2)薄膜的影响

使用SnCl_(2)和SnCl_(4)的乙醇溶液作为锡源,应用超声喷雾热解法制备了SnO_(2)薄膜,考察了不同氧化剂用量和衬底预热处理对薄膜结构和性能的影响。使用X-射线衍射仪及扫描电子显微镜对薄膜进行结构及表面形貌分析,使用紫外分光光度计和四探针测试仪分析薄膜的光电性能。结果表明,SnCl_(2)作为锡源,加入10%氧化剂,衬底在800℃条件下预热处理后制备出的SnO_(2)薄膜,透过率高达90%,方块电阻为7.32Ω/□,电阻率为1.93×10^(-3)Ω·cm的,达到了透明导电薄膜的要求。

(Ag,Ti)复合膜层的制备及光热性能研究

采用普通钠钙玻璃作为基底材料,利用磁控溅射沉积系统制备出(Ag,Ti)复合膜,通过紫外-可见光分光光度计、自制隔热木箱对膜层透光隔热性能进行分析,采用SEM对复合膜表面形貌分析,并对复合膜进行应用于室外的耐酸碱腐蚀性测试。结果表明:Ag基膜层在溅射参数为Ag靶功率为75 W、溅射时间为0.2 min、氩气流量20 sccm、溅射压强2.1 Pa时具有最高的可见光透过率;(Ag,Ti)复合膜在不改变Ag溅射参数的情况下,Ti靶溅射功率为48 W、溅射时间0.2 min、氩气流量20 sccm、溅射压强2.1 Pa时具有较好的透光隔热性能,此时可见光透过率达到70%,隔热达到4.5℃,复合膜表面相对平整。

染料敏化太阳能电池中准固态电解质研究

目的研究一种新型的准固态电解质的制备工艺,分析制备工艺中各影响因素对准固态电解质吸收率、电导率及光电性能的影响.方法以丙烯酸-聚乙二醇共混聚合物为基体形成凝胶,吸附液态电解质形成准固态电解质,选取反应时间、聚乙二醇分子量、干燥时间和KI/I2的物质量比4个制备工艺中的主要影响因素分别制样,测试聚合物凝胶的吸收率、准固态电解质的离子电导率及以其组装的染料敏化太阳能电池的光电转换效率,探索制备工艺.结果实验表明当反应时间为45 min,采用聚乙二醇1 000,干燥时间为90 min,n(KI)∶n(I2)=50∶1时,准固态电解质的各项性能最佳.结论随反应时间、干燥时间的增加,准固态电解质的吸收率和电导率变化趋势为先增大后减少.随聚乙二醇分子量的增大,准固态电解质的吸收率呈现先减小后增大的趋势,而电导率呈现先增大后减小的趋势.随KI浓度的增加,准固态电解质的吸收率和电导率变化趋势为先减小后增大.

水热法制备柔性TiO_2纳米管复合薄膜电极

目的利用水热法制备得到的TiO_2纳米管粉末制备柔性TiO_2复合薄膜电极,提升电池的光电性能.方法利用水热法制备TiO_2纳米管,控制TiO_2纳米管水热合成时间、温度两个重要参数,通过掺杂不同TiO_2纳米管以及改变TiO_2纳米管的掺量分别制样,测试电池的光电转化效率.结果 150℃48 h制备TiO_2纳米管性能参数最佳,掺杂5%纳米管粉末的薄膜电极的光电性能为1.37%.结论温度和时间的增加对TiO_2纳米管的水热合成有明显影响,三种条件下温度和时间达到最高时,TiO_2纳米管的管长、管径均达到最佳值,掺杂TiO_2纳米管粉末的薄膜电极的光电性能亦随之逐渐提高.随着TiO_2纳米管掺量的增多,其制备电极的染料吸附量也随之调高,其光电性能呈现先增大后降低的趋势.

直流电场作用下Au吸附Si(111)表面Ag薄膜的电迁移和相变

目的研究直流电场作用下不同覆盖度Au吸附Si(111)表面上Ag薄膜的电迁移扩散和相变行为,探索外电场控制制备纳米结构的新途径.方法在超高真空条件下制备了具有不同表面结构的Au吸附Si(111)表面,并在其上沉积几个单原子层厚的Ag薄膜,利用扫描电镜和反射高能电子衍射原位动态分析了Ag在外电场下的电迁移和相变过程.结果在清洁的和Au吸附的Si(111)表面Ag均向负极方向迁移,但迁移速率和扩展能力有显著差异,Au覆盖度及相应的表面吸附结构类型是电迁移的控制因素;在(5×2+α-3^(1/2)×3^(1/2))混合结构表面上迁移扩散达到峰值,而由3^(1/2)×3^(1/2)-(Ag+Au)向(21)^(1/2)×(21)^(1/2)-(Ag+Au)的相转变在Ag薄膜的电迁移过程中起决定作用.结论半导体表面金属薄膜的电迁移具有结构敏感性,覆盖度低于单原子层的Au可作为调控Ag薄膜电迁移动力学的有效手段.

静电雾化技术制备大面积染料敏化太阳能电池

目的验证以静电雾化技术自动控制加工制备大面积染料敏化太阳能电池(DSSC)的可行性和优势,为大面积DSSC向工业化生产转化提供借鉴和参考.方法采用静电雾化喷射沉积的原理和技术,将其与计算机控制的精密定位装置和导轨相结合组装成自动加工平台,用以制备大面积DSSC的TiO2光阳极薄膜.结果通过扫描电子显微镜的观察表明利用静电雾化喷镀自动加工制备的TiO2薄膜表面均匀,颗粒之间结合紧密,TiO2纳米粒子相互连接构成二维网状、多微孔的结构,有利于提高光阳极对光子的捕获效率.实测数据表明组装成的并联结构大面积DSSC可获得4.21%的光电转换效率.结论利用静电雾化喷射沉积技术与计算机程序控制相结合构建成的自动加工装置制备大面积DSSC是可行的,从工艺上实现了大面积TiO2光阳极薄膜的高效率高质量自动喷涂加工.

水热法合成染料敏化太阳能电池薄膜电极及其性能

目的研究不同水热反应条件对薄膜太阳能电池性能的影响,使其光电转换效率达到较高水平.方法采用通常的水热合成方法制备纳米Ti O2和掺Zn2+纳米Ti O2,用其组装染料敏化太阳能电池,利用紫外可见光谱测试分析不同薄膜样品对染料的吸附量和吸光特性,利用标准太阳光模拟器和数字源表测定电池的光电转换效率,利用扫描电子显微镜观察薄膜形貌.结果用180℃水热反应12 h合成的纳米Ti O2制作成的电池,所得光电转换效率最高可达到4.00%.用200℃水热反应12 h并且掺杂Zn2+的纳米Ti O2制作成的电池,所得光电转换效率最高可达3.65%.纳米Ti O2薄膜对染料的吸附量最高可达2.51×10-7mol/cm2.结论扫描电镜观察揭示出样品的孔结构丰富,有较小的粒径,说明水热合成法制备的纳米Ti O2薄膜电极具有较大的比表面积.当230℃水热反应12 h时,Ti O2薄膜对染料的吸附量最大.当180℃水热反应12 h时,染料敏化太阳能电池的光电转换效率最大.Zn2+的掺杂并未改善薄膜电极的光电特性.

静电喷镀制备染料敏化太阳能电池

目的为了提高染料敏化太阳能电池的光电转化效率,优化染料制备太阳能薄膜工艺,实现Ti O2薄膜的自动喷镀加工.方法采用新型静电喷镀方法代替传统的浸泡方式将敏化染料喷镀到二氧化钛工作电极上,染料脱附后进行UV-Vis光谱的测试,并组装成染料敏化太阳能电池,检测其光电性能.结果用静电喷镀方法喷镀的染料吸光度都好于浸泡法,且喷镀40次染料的吸光度最高.喷镀法制备的电池的光电性能也高于浸泡方法得到的电池的光电性能,并且随着喷镀次数的增加光电性能也越来越好,40次的光电转化率为3.26%.结论静电喷镀技术在一定程度上优化了染料敏化太阳能电池的制备工艺,不但增大了染料的吸附量同时也节省了染料敏化电极的时间,从而提高了电池的效率.

电场对Au-Ag薄膜结构影响的AFM和VAXPS研究

利用原子力显微镜（ＡＦＭ）和变角Ｘ射线光电子谱（ＶＡＸＰＳ）技术研究了Ａｕ－Ａｇ／ＳｉＯ２体系在直流电场作用下，Ａｕ、Ａｇ电迁移的特点及所引起的薄膜结构的变化。观察到较低温度下Ａｕ、Ａｇ聚集状态的显著变化。发现电迁移过程中Ａｕ－Ａｇ薄膜与ＳｉＯ２基底之间存在界面化学反应，膜层中Ａｕ、Ａｇ、Ｓｉ等元素的化学状态发生了相应的变化。这些结果表明ＳｉＯ２表面上Ａｕ－Ａｇ复合薄膜电迁移不只是一个水平方向的扩散，而是一个复杂的物理化学过程。在此基础上提出了电场作用下Ａｕ－Ａｇ薄膜迁移扩散反应机制。

战略性新兴产业相关本科专业设置的必要性——以沈阳建筑大学功能材料专业为例

为适应国家战略性新兴产业发展的要求,沈阳建筑大学设置了功能材料新专业。功能材料专业是战略性新兴产业相关本科专业,其设置加大了战略性新兴功能材料产业人才培养力度,有利于推动产业转型升级;有利于逐步构建与国家和地方经济社会发展相适应、特色鲜明、领域合理、结构优化的功能材料产业人才培养体系,是学校办学基础成熟、办学结构调整和学科群可持续发展的必然结果。

用扫描俄歇微探针研究Au-Ag/Si体系异质界面电迁移

应用自建的超高真空原位装置及扫描俄歇微探针（SAM）技术，研究了AU－Ag／Si体系的表面电迁移现象。观测到清洁St表面上的Au／Ag／Si和Ag／Au／Si复层薄膜在直流电场作用下呈现明显的两相分离，Au，Ag分别向着外加电场的正极和负极方向快速迁移扩展，总的迁移速率对Au／Ag／Si约为0．63μm／s而对Ag／An／Si为0．37μm／s。实验结果表明，复合膜的结构，即其形成次序虽不影响An，Ag各自原有的电迁移方向，但影响其迁移扩散机制。并对上述现象及其相应的微观机制进行了初步分析。

有机功能薄膜的制备及高密度信息存储研究

信息技术的飞速发展,要求不断开发具有更高信息存储密度及更快响应速度的材料和器件。有机功能材料具有低成本、结构简单、可设计性强以及良好的响应性能等优点被认为是适用于纳米尺度和单分子水平超高密度信息存储的优异材料。采用真空蒸镀方法制备了有机功能分子N,N’-二[4-(1,1-二氰乙烯基)苯基]-N,N’-二(4-甲氧基苯基)联苯二胺的薄膜,研究了该薄膜电开关特性。在此基础上通过扫描隧道显微镜在薄膜上成功写入了纳米尺度的信息点。研究结果期待为发展未来基于有机功能分子的纳米信息存储材料和器件提供帮助。

Ar^+离子辐照对碳纳米管电子结构的影响

应用ＸＰＳ和ＡＥＳ研究了碳纳米管结构稳定性。结果表明：低能电子束辐照不会改变碳纳米管的电子结构；相反，低能Ａｒ＋离子束即使辐照强度低到０．２ｍＡ／ｃｍ２，也会引起碳纳米管电子结构的明显变化。

电场对Au/SiO_2及Au-Ag/SiO_2表面结构与原子迁移特性的影响

利用扫描俄歇微探针（SAM）和原子力显微镜（AFM）研究了SiO2衬底上在外加直流电场作用下沉积的Au薄膜及Au－Ag复层薄膜的表面形貌、结构变化及电迁移扩散行为。结果表明：①在衬底表面施加水平方向电场辅助沉积制备的Au薄膜其表面显示出平整的椭球形晶粒，并沿外电场方向呈织构取向。与未加电场的热蒸发沉积膜相比，具有较为均匀、有序的表面微观结构。②SiO2表面Au-Ag复层薄膜在直流电场作用下，Au，Ag物种同时向负极方向作走向迁移扩散，这与Au－Ag复层薄膜在Si（111）表面电迁移时Au，Ag分别向两极扩散的特点不同，反映了衬底性质对表面原子电迁移的影响。③Au－Ag复膜在电迁移过程中还发生了表面原子聚集状态的变化，原来沉积排布的细小晶粒在电迁移扩散过程中出现不均匀长大，导致薄膜表面粗糙度显著增加。

低辐射膜系中(Al,Ti)N薄膜的研究

以制备出性能优异成本低廉的低辐射镀膜玻璃为目的.通过直流磁控反应溅射技术在玻璃(或单晶硅)表面制备(Al,Ti)N薄膜作为低辐射镀膜玻璃的内层介质层,在此基础上进行单因素变量分析铝靶功率、钛靶功率、氮气流量和溅射时间对薄膜可见光透过率、表面粗糙度的影响以及测定最优条件下薄膜的结晶状态、表面形貌和元素含量.结果表明,当铝靶功率为100 W、钛靶功率为80 W、氮气流量为2.5 ml/min、溅射时间为90 min时可见光范围内透过率均在96%以上,表面粗糙度11.3 nm,膜基结合力强,膜质优异适宜低辐射镀膜玻璃功能膜的附着.

柔性透明导电氧化物薄膜的制备及应用进展

柔性透明导电氧化物薄膜以其可挠曲、柔性好、质量轻等优点在柔性薄膜太阳能电池、有机发光二极管及汽车隔热膜等领域具有较好的应用前景。综述了透明导电氧化物(TCO)薄膜的种类、目前柔性透明导电氧化物薄膜的制备技术及优缺点,对柔性TCO薄膜在各个领域的应用和未来研究方向进行了展望:柔性透明导电氧化物兼具柔性、透明性和导电性,因柔性衬底大多不耐高温,应选择合适的衬底材料和制备方法,开发成本低、绿色环保、资源丰富、高性能的柔性TCO薄膜对提高光电子产业竞争力具有重要作用。

超声喷镀在天然染料敏化太阳能电池中的应用

山竹皮提取液中含有花青素,在可见光区域对太阳光有较强的吸收。通过超声波萃取法从山竹皮中提取染料,采用超声喷镀法代替传统浸泡法将提取的染料喷镀到二氧化钛薄膜上,并组装染料敏化太阳能电池,测试电池的光电性能。结果表明,超声喷镀法制备的染料敏化太阳能电池的性能优于浸泡法,且随着喷镀次数从15次递增到35次,电池的光电转换效率逐渐提高,并在超声喷镀35次时达到最高(1.07%)。