被动土拱效应对土压力计匹配误差的影响

土压力计在量测土体自由场应力时,由于土压力计壳体的刚度远大于周围土体介质的刚度,导致在土压力计壳体圆周的上方产生被动土拱效应。被动土拱效应使土压力计周围土体荷载部分传递到土压力计上,致使土压力计的量测值大于真实值。根据土拱理论推导了被动土拱效应引起的匹配误差计算公式,与传统的匹配误差计算公式相比,新推导公式考虑了土体的内摩擦角和黏聚力,揭示了土体与土压力计的相互作用。提高土压力计外侧土体的密实度,降低土压力计上部土体的密实度可以消减被土拱效应;增大土压力计直径与膜片直径的比值可以减小被动土拱效应对量测误差的影响。     

以醇溶性钛螯合物为阴极修饰层的高效聚合物太阳能电池

以醇溶性的钛螯合物乙酰丙酮氧钛(TOPD)为电子收集层,聚3-己基噻吩(P3HT)为电子给体,富勒烯衍生物(PC60BM或PC70BM)为电子受体,制备了高效本体异质结聚合物太阳电池。TOPD膜是通过旋涂TOPD异丙醇溶液,然后在空气中经60℃热退火15min得到。通过优化TOPD层厚度及器件制备工艺,显著提高了聚合物太阳能电池的短路电流。通过引入TOPD电子收集层,使基于P3HT:PC60BM活性层的太阳能电池在AM1.5G、100mW·cm-2的光照条件下光-电转换效率(PCE)由2.72%提高到3.65%。用PC70BM代替PC60BM,可以使电池的PCE进一步提高到3.96%。PCE的提升主要归结于TOPD的层的引入可以提高电子传输速率并且可以降低电池的串联电阻。除此之外,TOPD替代常用的低功率金属Ca作为阴极修饰材料,可以有效提高聚合物质太阳能电池器件的工作稳定性。     

增强聚合物太阳电池光吸收的等离激元效应

聚合物太阳电池中激子扩散长度与活性层光学厚度之间的矛盾是制约其光电转换效率提高的主要原因。能否解决载流子收集与光吸收之间的矛盾,是提高聚合物太阳电池能量转化效率的关键。利用金属纳米结构表面等离激元对光子的调制和近场增强效应可在不增加光活性层厚度的条件下提高光吸收能力,进而提高电池的光电转换效率。