无机纳米晶/共轭聚合物太阳能电池光敏层制备方法及微观形貌调控

相比硅太阳能电池,无机纳米晶/共轭聚合物太阳能电池因其兼备有机/无机杂化的优点,而近年来一直是国内外广泛关注的热点之一.文中对目前该种太阳能电池光敏层的各种微观形貌、制备方法及研究进展进行了综述.详细介绍了无机纳米晶/共轭聚合物光敏层的三种制备方法,即物理共混法、化学键合式共混法和原位法.同时着重关注了无机纳米晶/共轭...     

无机—有机纳米杂化材料的分子设计与构筑的研究

着重介绍用分子设计制备无机—有机纳米杂化材料的新方法及其结构、性能演变规律和功能化的工作。特别介绍关于纳米晶—聚合物杂化材料、纳米二氧化硅—聚合物纳米复合材料及其有机—无机聚合物表面结构与性能关系规律。如通过对纳米无机材料功能化修饰,使其含有与聚合物共聚的官能团,实现了与聚氨酯、硅橡胶、环氧树脂的分子组装,形成了无机—有机的互穿网络式嵌断共聚物,大大提高了聚氨酯、硅橡胶和环氧树脂的力学性能和热稳定性能。该聚氨酯杂化材料的拉伸强度和伸长率比未改性前均提高了2倍以上。通过原位聚合、聚合物刷、从表面接枝技术制备出高性能材料。探讨用催化链转移聚合等聚合方法实现新颖有机—无机纳米杂化材料的制备及其表面构筑。通过无机材料的表面设计和表面处理控制无机/聚合物复合材料的界面结构和行为,得到了多种性能优良的多元多尺度复合材料。提高纳米杂化复合高分子材料的加工性能,探索其特异的光电等特异性能。     

量子点在低价太阳电池中的应用及研究状况

太阳电池的发展包括3个阶段,已商业化生产的第一代单晶硅电池成本较高,而薄膜化的第二代太阳电池虽大幅降低了成本,但效率不理想。因此,期待比第一代太阳电池有更高转换效率的同时,保持第二代太阳电池低成本优势的第三代太阳电池的诞生。其中,半导体量子点太阳电池因具有高达66%的热力学转换效率备受关注。介绍了基于量子点的几种低价太阳电池,包括全无机纳米结构太阳电池、染料敏化电池及聚合物太阳电池等,重点介绍了由有机聚合物和无机半导体量子点组成的杂化聚合物/量子点电池的结构及影响器件效率的关键因素。     

有机-无机杂化钙钛矿太阳电池的研究进展

可溶液加工的高效太阳电池及其活性层材料一直是全世界学术界与产业界关注与研究的热点。近年来,由于优异的光吸收特性和载流子传输能力,以及相对简单的制备方法,具有立体三维结构的有机-无机杂化钙钛矿晶体材料在太阳电池中的应用受到越来越多的关注,并在过去的两年内取得了重大的研究进展。有机-无机杂化钙钛矿太阳电池的光电转化效率(PCE)纪录被不断刷新,目前已达19.3%,与无机太阳电池相当。主要从有机-无机杂化钙钛矿材料的结构与性质、有机-无机杂化钙钛矿薄膜材料的制备方法、纳米多孔载体结构和平板结构钙钛矿太阳电池、杂化钙钛矿太阳电池的稳定性4个方面,介绍了有机-无机杂化钙钛矿太阳电池近期的研究进展,并对其发展方向进行了展望。     

POSS/聚合物杂化材料研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)作为一种特殊的纳米级有机-无机杂化材料,可以与聚合物进行分子级复合,得到具有特殊性能的POSS/聚合物杂化材料,这成为近年来材料科学领域的研究热点之一。从POSS/聚合物杂化材料制备方法出发,主要介绍了几类典型的POSS/聚合物杂化材料的结构和性能,并对POSS/聚合物杂化材料的应用前景进行了展望。     

Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米晶在光电器件方面的应用研究进展

Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米晶与聚合物的复合物在光电器件领域的应用近年来成为国内外研究的热点。综述了近几年来半导体纳米晶/共轭聚合物在有机/无机复合电致发光器件和太阳能电池方面的应用进展情况，着重强调了其发展历程，并对其存在的问题进行了分析，展望了其发展前景。     

共轭聚合物受体光伏材料和全聚合物太阳电池

全聚合物太阳电池(all-PSCs)由p-型共轭聚合物给体和n-型共轭聚合物受体共混活性层夹在ITO透明电极和金属顶电极之间所构成,除具有一般有机太阳电池器件结构简单、质量轻、可以制备成柔性和半透明器件等优点外,还具有形貌和光照稳定性好及抗弯折性能高等突出特点,最近成为有机太阳电池领域的研究热点。给体和受体光伏材料的吸收互补和能级匹配是获得高效all-PSC的关键。本文将介绍n-型共轭聚合物受体光伏材料的发展历史,重点介绍最近发展的窄带隙小分子受体高分子化的聚合物受体光伏材料,基于这类聚合物受体光伏材料的全聚合物太阳电池的能量转换效率已经超过了15%。最后对共轭聚合物受体光伏材料和全聚合物太阳电池下一步的研究方向和研究重点进行了展望。     

有机/聚合物图像传感材料的研究进展

总结了有机/聚合物图像传感器材料的主要特点,对几类典型的材料体系,如共轭聚合物/C60复合体系、共轭聚合物/无机半导体纳米微粒复合体系、酞菁类和生物材料进行了重点评述,讨论了给/受体的电子结构、光致电荷转移过程、复合材料的相分离行为对传感器光敏性的影响。指出了目前有机/聚合物图像传感材料研究中亟待解决的关键科学问题。     

有机-无机纳米复合光折变材料的研究与进展

在聚合物中掺杂无机半导体纳米粒子作为光敏剂制备的有机-无机纳米复合光折变材料是一种新型的光折变材料.详细介绍了有机-无机纳米复合光折变材料的制备方法、光折变性能及其存在的问题,展望了这类新型材料的潜在优势和发展前景.     

TiO_2纳米棒-ZnO纳米片分级结构的制备及光电性能

采用两步水热法在无种子层的基础上制备了新颖的TiO_2纳米棒-ZnO纳米片分级结构。采用旋涂辅助连续离子反应方法分别在TiO_2纳米棒阵列和TiO_2纳米棒-ZnO纳米片分级结构中沉积窄禁带半导体光敏剂CdS纳米晶,形成CdS/TiO_2纳米棒复合膜和CdS/TiO_2-ZnO分级纳米结构复合膜。利用SEM、TEM、XRD、紫外-可见吸收光谱、瞬态光电流图谱等分析手段对样品的形貌结构以及电极的光吸收和光电性能进行了表征和测试。结果表明,沉积光敏层CdS后,TiO2纳米棒-ZnO纳米片分级纳米结构膜的瞬态光电流明显高于TiO_2纳米棒阵列膜,尤其是在500nm处光电响应出现明显增强;以P3HT为p型聚合物材料组装杂化太阳电池,光伏性能测试结果表明,以P3HT/CdS/TiO_2-ZnO分级结构复合膜制备的杂化太阳电池能量转换效率可达0.65%,与P3HT/CdS/TiO2复合膜制备的杂化太阳电池的能量转换效率相比提高了58%。     

有机-无机杂化材料的制备方法

作为一个新兴的多学科交叉领域,有机-无机杂化材料由于其特殊的结构、优异的性能,将会在材料科学领域中发挥极为重要的作用.从有机-无机杂化材料的制备原理和方法等,介绍了近年来有机-无机杂化材料的研究与发展.     

地质聚合物在有机-无机杂化材料中的应用研究进展

有机-无机杂化材料实现了有机材料和无机材料纳米或分子级的复合,且兼备有机物和无机物各自的优点。地质聚合物是一种新型的高性能环保无机聚合物材料,因其特殊的网状结构,使其具有优良的力学性能,但其韧性差,使其应用受限。综述了地质聚合物在有机-无机杂化材料中应用的研究现状,并指出其在杂化材料领域中应用存在的问题及发展方向。     

有机-无机杂化一维磁性自组装聚合物纳米链的研究进展

随着纳米科技的发展,有机-无机杂化一维磁性自组装聚合物纳米链的设计合成与应用成为新的研究热点。综述了有机-无机杂化一维磁性自组装聚合物纳米链的磁场诱导自组装、模板诱导自组装和偶极诱导自组装等制备方法,并介绍了其在光学、生物医学和水处理等领域的应用。最后指出有机-无机杂化一维磁性自组装聚合物纳米材料制备技术存在的不足,并对其应用前景进行展望。     

有机-无机杂化壳微胶囊合成及应用研究进展

微胶囊在药物、能源、催化等许多领域具有重要应用,传统微胶囊的壳层一般为单一的有机聚合物、无机物或金属材料。近年来,有机-无机杂化材料优异性能的发现,促进了以有机-无机杂化材料作为壳层的新型微胶囊的研究和发展。概述了有机-无机杂化壳微胶囊的种类、合成方法及应用领域,分析了目前有机-无机杂化壳微胶囊领域存在的问题,展望了本领域未来的发展方向。     

聚合物纳米晶杂化太阳能电池与水相加工

聚合物纳米晶杂化太阳能电池结合了无机纳米晶优异的光电性质和聚合物的柔性及易加工优势,近年来在相关领域引起了广泛关注。经过十多年的发展,光电转化效率从不到1%提升到现在的6.51%,并且逐渐发展出一条以水相加工为主制备聚合物纳米杂化太阳能电池的特色研究路线。水相加工过程环境友好、安全性高、易于放大生产,符合可持续发展的长期规划。文中聚焦于总结近年来的溶液加工聚合物纳米晶杂化太阳能电池的进展、相关规律以及存在的关键科学问题,集中介绍利用水相加工工艺来制备聚合物杂化太阳能电池的最新进展,希望可以有助于对相关基础问题的理解。     

p-n异质结NiO/TiO2纳米复合材料的构建及应用研究进展

TiO_2和NiO分别作为n型和p型半导体材料,通过复合构建p-n异质结NiO/TiO_2纳米复合材料可以促进光生电子-空穴对的分离,从而提高光电性能。综述了不同形貌的p-n异质结NiO/TiO_2纳米复合材料的构建,如纳米球、纳米棒和纳米带等,以及其在光催化、锂离子电池、染料敏化太阳能电池和传感器等领域中的最新研究进展。     

POSS/聚合物杂化材料应用的研究进展

笼型倍半硅氧烷(POSS)/聚合物有机无机杂化材料是近年来材料科学领域的一个研究热点。POSS/聚合物杂化材料在很多领域都呈现出了巨大的应用前景,如高温绝缘材料、低介电常数材料、传感器、光学元件材料、催化剂载体等。文中综述了其在航空航天、耐热阻燃、高性能介电材料、多孔功能材料、催化剂、陶瓷前驱体、纳米复合材料和生物齿科材料等方面应用的研究进展。最后,笔者指出目前制约POSS/聚合物杂化材料深入研究和广泛应用的关键原因是POSS化合物的合成。     

分子内杂化纳米结构体多面体低聚倍半硅氧烷研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)是基于化学键合作用形成的分子内杂化体系,其改性后的材料是一类具有广泛潜在应用价值的新型有机-无机杂化材料。文中介绍了多面体低聚倍半硅氧烷单体的结构、性能、单体及其衍生物的合成,以及其改性聚合物材料在航空、航天、卫生、电子等高科技领域内的应用前景。针对国内的研究现状,指出低聚倍半硅氧烷-聚合物杂化体系研究所存在的问题。     

聚酰亚胺／无机纳米杂化材料制备方法EI北大核心CSCD

本发明提供了一种聚酰亚胺／无机纳米杂化材料制备方法,首先合成适用于聚酰亚胺的无机纳米粒子改性剂——亚胺环基硅烷;采用溶胶-凝胶法制备无机氧化物纳米粒子,在溶胶一凝胶反应过程中加入改性剂亚胺环基硅烷,得到有机-无机复合体纳米颗粒;将有机-无机复合体纳米颗粒均匀分散于聚酰胺酸溶液中,经过加热处理得到聚酰亚胺／无机纳米杂化材料。本发明的聚酰亚胺／无机纳米杂化材料制备方法解决了纳米粒子分散的难题,在聚酰亚胺／无机纳米杂化材料中纳米粒子分布均匀,不团聚,有利于其各项性能的充分发挥。     

无机-有机杂化纳米材料的控制合成与结构组装研究进展

综述了有机-无机杂化纳米材料的性能特点、制备方法、结构组装、应用前景以及最新的发展趋势,重点介绍了无机-有机杂化纳米材料的结构组装原理、特点.溶胶-凝胶法、插层法、纳米微粒填充法和原子转移自由基聚合法(ATRP)是杂化材料4种最主要的控制合成方法.与溶胶-凝胶法、插层法、纳米微粒填充法和ATRP等方法相比,自组装法合成无机-有机杂化纳米材料更便于精确调控纳米材料的结构和形态.