层状类钙钛矿结构有机-无机杂合物的结构设计思想

层状类钙钛矿结构有机-无机杂合物是由有机、无机组元在分子尺度上组装而成的一类新材料,其结构和能带具有可设计可控性,因此应用前景广阔.论述了无机类钙钛矿和类钙钛矿杂合物在结构上低维拆分与组装的设计思想.     

有机-无机分子组装层状类钙钛矿结构与特性

有机-无机分子组装层状类钙钛矿材料在分子水平上结合了有机组分和无机组分的优点，无机组分通过强的共价键或离子键形成扩展的骨架，并将有机组分填入框架中形成有机层与无机层交替的结构，具有某些电学、光学、磁学等特性。在此主要介绍了有机-无机分子组装层状类钙钛矿材料的结构及相关的性能研究。     

新型光解水制氢用半导体光催化材料的研究进展

综述了钛酸盐、钽酸盐和铌酸盐为主的层状钙钛矿型光催化材料,简述了层状钙钛矿型光催化剂光解水的机理,比较了各种层状钙钛矿型结构材料的催化活性,分析了影响活性的原因,并对层状钙钛矿型结构光催化材料的研究和应用提出了一些自己的观点.     

铁电材料光催化的研究进展

光催化材料因能利用太阳能净化环境而备受关注。一些铁电材料可以被太阳光激发,实现目标物的降解,且其自发极化有望解决光催化产生电子和空穴的复合问题,成为光催化材料的研究热点之一。对具有铋层状结构、钙钛矿结构、R3c空间群的菱形结构、层状钙钛矿结构和烧绿石结构的铁电材料光催化的研究现状进行了归纳和综述。     

钙钛矿结构钛酸铅四方板状颗粒的水热合成及表征

以层状结构的K2Ti6O13纳米纤维为钛源,成功实现了钙钛矿结构钛酸铅四方板状颗粒的合成。分别利用XRD、SAED、SEM、TEM、HRTEM对其物相和微观形貌进行了表征。结果显示,所合成的PbTiO3四方板状颗粒平行于(101)晶面,厚度约为200~300nm,边长约为1~2μm。基于水热处理时间对物相和形貌演化的影响,讨论了PbTiO3四方板状颗粒形成机理。发现层状结构K2Ti6O13对PbTiO3四方板状颗粒的形成具有重要作用。在水热处理过程中,Pb2+离子取代K2Ti6O13结构中的K+离子,导致层状剥离,形成钛酸铅片状基元,结晶形成中间相PbTi0.8O2.6,进而转化为钙钛矿结构PbTiO3二维板状四方颗粒。     

Nd掺杂Bi4Ti3O12陶瓷的结构与性能研究

采用固相合成法制备了不同Nd掺杂量的Bi4-xNdxTi3O12(x=0～1.0)陶瓷.采用XRD分析了陶瓷样品的物相结构,采用SEM观察了陶瓷样品的显微结构特征,系统地评价了陶瓷样品的铁电性能.研究结果表明,经1100℃烧结样品结构致密、晶粒均匀.不同Nd掺杂量并未引起物相结构的改变,所有样品均为单一的层状钙钛矿结构.适量的Nd掺入会提升Bi4-xTi3O12陶瓷样品的铁电性能.     

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池研究进展

高效率的有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池是太阳能电池研究领域的明星,近年来取得了蓬勃发展。由染料敏化电池发展而来的钙钛矿太阳能电池具有成本低、能带窄、吸光系数高、载流子迁移率高等一系列显著的优势,使其在科学研究和商业应用领域表现出了极大的潜力。综述了钙钛矿太阳能电池的结构和关键材料的研究进展。     

低维钙钛矿:兼具高效率和稳定性的新型太阳能电池光吸收层候选材料

使用有机无机杂化钙钛矿材料作为光吸收层的钙钛矿太阳能电池自进入人们的视野以来,其制备工艺和器件结构不断得到优化,短短几年内效率取得了非常可观的增长。与此同时,这种基于三维钙钛矿材料的电池的缺点也越来越突出,尤其是材料的不稳定性,严重阻碍了其发展。低维钙钛矿材料具有有机胺层与无机层(金属卤化物钙钛矿晶体)之间相互交替的低维(层状)结构,其中被有机胺隔开的独立钙钛矿层中八面体的层数n越小,钙钛矿越接近二维结构。相比传统三维钙钛矿结构,低维钙钛矿材料应用于光伏器件具有两大优势:(1)耐湿性、光热稳定性大大增强;(2)可以通过改变n和插入的有机胺的种类来实现光学及电学性质的可调性。然而,低维钙钛矿具有较大的光学带隙,有机胺的引入降低了载流子迁移率,导致低维钙钛矿电池的效率明显低于三维钙钛矿电池。因此,近三年来除研究钙钛矿层数对材料性质和器件性能的影响外,研究者们主要从选择合适的有机胺和优化薄膜制备工艺方面不断尝试,并取得了丰硕的成果,在充分发挥低维钙钛矿稳定性优势的同时大幅提升了器件效率。目前,低维钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已由2014年的4.37%跃升至13.7%。在较高效率的低维钙钛矿太阳能电池中已取得成功应用的有机胺类包括苯乙胺(PEA)、正丁胺(n-BA)、异丁胺(iso-BA)、聚乙烯亚胺(PEI)等。其中PEA应用得最早;n-BA是运用在目前为止最高效的低维钙钛矿电池中的有机胺;而PEI插层形成的低维钙钛矿拥有相对更小的光学带隙和更高的耐湿性,但载流子的传输会受到更大的限制。低维钙钛矿薄膜的制备起初主要采用简单的一步旋涂法,但此法所得的低维钙钛矿平行于基底生长,器件效率很低。近两年的研究工作将基底预热、浸泡、反溶剂滴加等手段引入到钙钛矿旋涂工艺中,实现了低维钙钛矿优先垂直基底生长,为突破低效率瓶颈提供了可能。此外,以三维钙钛矿为基础,以有机胺为添加剂,制得的二维和三维混合的钙钛矿结构,也可以实现器件效率和稳定性的双提升。本文归纳了低维钙钛矿光伏器件的研究进展,分别对低维钙钛矿的分子结构、插入的有机胺的选择、钙钛矿薄膜的制备方法等进行介绍,分析了低维钙钛矿太阳能电池面临的问题并展望其前景,以期为制备稳定和环境友好的新型钙钛矿太阳能电池提供参考。     

氧化物热电材料研究进展

氧化物基热电材料具有高温稳定性、抗氧化性和安全长效等优点而受到人们的广泛关注, 但其应用受到了热电性能的限制。本文详细介绍了几种典型氧化物热电体系, 如层状钴基氧化物、钙钛矿结构化合物、透明导电氧化物和一些新型氧化物热电材料的研究进展。从能带结构和微观形貌两方面入手进行调节, 以达到热电材料热学性能和电学性能的协调统一。分析了氧化物热电材料研究中的主要问题, 并对未来的发展提出了一些新的思路。     

高密度聚乙烯/尼龙6共混物的形态结构对其性能的影响

本文利用微层共挤方法制备了具有层状交替结构的HDPE/PA6共混物,利用常规熔融共混挤出方法制备了与层状共混物具有相同组成比的海岛结构共混物。通过DSC,FT-IR及力学性能测试等方法研究了共混物的形态结构对其界面化学反应、结晶行为和力学性能的影响。研究结果表明:在共混物中引入少量马来酸酐接枝高密度聚乙烯时,化学反应在界面进行,与海岛结构的共混物界面面积相比,层状共混物的界面接触面积小,界面化学反应相对较弱,但层状共混物的屈服强度和断裂伸长率有大幅度提高。层状结构对HDPE和PA6的结晶行为影响很小。