1 兴义民族师范学院, 兴义 562400
2 河南省光伏材料重点实验室, 新乡 453007
石墨烯及其衍生物具有优异的光学、电学和柔韧性等优越性能, 已经应用在钙钛矿太阳能电池中。通过添加石墨烯或者石墨烯衍生物能够提高器件的稳 定性和光电转化效率。本文主要介绍石墨烯和衍生物在钙钛矿太阳能电池中的应用进展, 通过探索石墨烯及其衍生物在钙钛矿太阳能电池中的应用, 为未来开 发高性能和高稳定性的器件作参考。
钙钛矿太阳能电池 转换效率 石墨烯 空穴材料 perovskite solar cell conversion efficiency graphene hole material
1 河南师范大学 物理与材料科学学院, 河南 新乡 453007
2 河南信息工程学校 计算技术系, 河南 郑州 450000
以密度泛函理论为基础, 利用Gaussian09程序包, 通过Opt+Freq优化类型, 以B3LYP/6-311g基组对10种不同数目及不同位置部分氟代的4-丁基-4’-［(4-丁基苯)乙炔］联苯液晶衍生物分子进行数值计算, 根据氟原子的置换位置和数目对这些分子在太赫兹波段的光吸收情况进行了对比分析。结果表明, 在太赫兹频段, 氟原子置换的位置和数目会显著影响分子内其它官能团的吸收位置和强度。其中苯环内的C-H吸收会因为苯环上氟原子置换数目增加而减少, 苯环上双氟原子的增加导致烷烃的吸收峰强度发生变化; 对于炔烃, 氟原子的置换会通过改变其偶极矩从而产生较强的吸收峰值。计算结果在分子官能团的吸收方面与文献报道的实验测量结果吻合得相当好。根据现有文献报道, 作者还对比分析了0.3~3 THz范围计算结果与相关文献的实验数据。总之, 计算模拟结果能够较好地反应分子材料对太赫兹波的吸收状况, 可为相关液晶分子的设计与合成提供参考。
含氟液晶 太赫兹 吸收 光谱 高斯模拟 fluorine liquid crystal terahertz absorption spectrum Gaussian simulation
1 河南师范大学 物理与材料科学学院, 河南 新乡 453007
2 新乡学院 物理与电子工程学院, 河南 新乡 453003
3 河南师范大学 物理与材料科学学院 河南省光伏材料重点实验室, 河南 新乡 453007
E7是一种常用的强极性液晶混合物, 它具有较高的光学各向异性和较宽的向列相温度范围。本文利用量子化学计算方法, 采用基于密度泛函理论的Gaussian98程序包, 对构成E7各成分液晶分子在太赫兹波段的吸收进行了研究。基于分子基团对太赫兹波吸收特性, 与有关文献的实验数据进行了对比。结果表明, 构成分子核心的苯环, 分子侧链上的氧原子等, 都会对分子吸收强度、吸收峰位置和数目带来较大影响。在实验难以测量的较低太赫兹频段, 计算工作仍然能够给出清晰完整的分子振动吸收信息。在较高频率波段, 计算得到的分子振动吸收信息与已有的实验数据符合的较好。
液晶 太赫兹 密度泛函 吸收 分子基团 E7 E7 liquid crystal terahertz density functional theory absorption molecular groups
河南师范大学 物理与电子工程学院 河南省光伏材料重点实验室,河南 新乡 453007
本研究利用液晶材料的自组装特性，将胆甾醇油酸酯3β-Hydroxy-5-cholestene 3-oleate掺杂有机聚合物太阳能电池活性层P3HT: PC61BM内，制备出不同掺杂比例的光伏器件。实验结果表明，液晶掺杂质量比为0.3%时，器件的光电转换效率最高。说明液晶分子可诱导活性层材料分子在结晶过程中有序排列，减少层内分子团簇，减少活性层薄膜缺陷，形成有效的载流子传输通道。适当的掺杂比例，增大了器件并联电阻和填充因子，器件性能得到改善。
胆甾液晶 聚合物太阳能电池 活性层有序化 填充因子 cholesteric phase liquid crystal polymer solar cells active layer ordering fill factor
河南师范大学 物理与电子工程学院, 河南省光伏材料重点实验室, 河南 新乡453007
液晶材料应用于有机半导体器件是近年该领域的研究热点之一。文章就液晶材料的半导体性质以及在有机光伏器件中的应用进行文献调研和述评。介绍了有机太阳能电池的基本原理、器件结构和液晶基本知识。分析了液晶分子自身作为给体或受体材料的研究现状, 同时, 对液晶材料作为添加剂在有机光伏器件中的应用进行了调查。结论认为, 基于有机成分的液晶分子由于自身的有序性, 在有机半导体器件制备过程中充当活性材料, 有利于生成的激子解离和载流子的输运。作为添加剂, 液晶分子参与诱导活性材料有序结晶, 改善异质结界面及微观结构, 同样提高激子解离效率和载流子输运能力。两者都能够有效提高有机光伏器件的转换效率。最后, 对基于液晶材料的有机光伏器件的研究趋势进行了展望。
太阳能电池 液晶 有序性 诱导结晶 有机半导体 solar cell liquid crystal order induced crystallization organic semiconductor
1 中北大学 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 太原 030051
2 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051
基线校正是对傅里叶变换红外光谱仪光谱数据后续处理前重要的预处理步骤, 多项式迭代拟合是基线校正的一种方法。为了进一步提高基线校正的速率, 采用一种改进多项式迭代拟合算法, 并以CO2光谱为例进行了理论分析和实验验证, 取得了与多项式迭代拟合相同的校正效果。结果表明, 该算法自动识别谱峰范围, 仅对谱峰范围的光谱进行基线校正, 减少了基线校正过程中的迭代次数, 迭代次数从39次降到了11次, 耗用时间从4.78s降至1.12s。这一结果对实现实时气体监测系统具有重要意义。
傅里叶光学与光信号处理 基线校正 改进多项式迭代拟合 CO2光谱 Fourier optics and optic signal processing baseline correction improved method of polynomial iterative fitting ba CO2 spectra
1 河南师范大学 物理与信息工程学院， 河南 新乡453007
2 河南省光伏材料重点实验室， 河南 新乡453007
3 河南省新乡市第五职业中专， 河南 新乡453007
采用金属催化化学腐蚀法在p型(100)硅基底上制备了硅纳米阵列，然后用碱溶液对纳米线阵列进行修饰。分别研究了碱液修饰对硅纳米线阵列形貌、光电性质的影响。研究表明: 与绒面及纳米线阵列相比，碱修饰30 s硅纳米线阵列的表面分散均匀，反射率降低;光谱响应度显著提高，并且出现最大量子效率对应波长红移现象。最后，详细讨论了碱液修饰硅纳米线阵列电池对光谱响应的影响机制。
碱液修饰 量子效率 光谱响应 表面复合 红移 alkali liquor modified quantum efficiency spectral response surface recombination red shift
1 河南师范大学物理与信息工程学院, 河南 新乡 453007
2 河南省光伏材料重点实验室, 河南 新乡 453007
3 河南省新乡市第五职业中专, 河南 新乡 453007
提出用碱溶液修饰硅纳米线阵列制作太阳能绒面的方法。实验中首先采用金属催化化学腐蚀法在Si(100)基底上制备了定向排列的硅纳米线阵列，然后将纳米线阵列浸入碱溶液中进行修饰，修饰时间分别为10，30，50，60，90 s。通过扫描电子显微镜（SEM）对硅纳米线阵列进行形貌分析，采用太阳能测试系统附带的积分球测量纳米线阵列绒面结构的反射光谱。通过测量和分析发现硅纳线阵列在碱溶液中修饰30 s时表面分布均匀，在400~1000 nm波段的综合反射率低于4%。结果表明碱溶液修饰纳米线阵列的方法能够有效分散束状硅纳米线阵列，明显降低绒面的反射率，并且初步分析了碱溶液修饰硅纳米线阵列的分散机理。
材料 硅纳米线阵列 减反射 金属催化化学腐蚀法 各向异性
1 河南省光伏材料重点实验室,河南 新乡 453007
2 河南师范大学 物理与信息工程学院,河南 新乡 453007
3 日本富山大学 工学部,日本 富山 930-8555
利用矩形波导管和向量分析仪,测量了几种液晶材料在26.5-40 GHz波段(Ka波)的介电常数。实验表明,1 kHz频率下呈现正、负介电各向异性的液晶材料,在该微波波段下都显示为正的介电各向异性。尽管这些材料的静介电常数各向异性相差很大,但是该微波波段对应的介电各向异性相差却很小,而且在26.5-38 GHz区间内几乎不随频率的增大而发生变化。
矩形波导管 液晶 介电常数 rectangular waveguide liquid crystal dielectric constant
