作为平面异质结钙钛矿太阳能电池（PSCs）的重要组成部分，电子传输层（ETL）在提升PSCs器件的性能和稳定性上起着重要的作用。尽管最常用的两类ETL材料——二氧化钛（TiO₂）和二氧化锡（SnO₂），均以纳米颗粒和溶液方式制备，TiO₂却面临着电子迁移率低、器件滞回效应大、化学稳定性差、需高温制备等问题，相比之下，SnO₂具有优异的光电学性质、更高的稳定性、可低温制备等优势。聚焦于基于SnO₂ ETL的PSCs稳定性和界面电荷提取，首先综述了SnO₂材料的物理性质和优点；然后从制备和成膜方法（如化学浴沉积、溶液旋涂等）入手，进一步阐明了SnO₂的体相和表面缺陷；最后基于SnO₂ ETL的缺陷，从界面钝化、体相掺杂和双电子层构筑等三方面重点介绍了提升PSCs稳定性和界面载流子提取效率的途径。该综述可助力PSCs性能和稳定性的进一步提升，为该新兴光伏技术进一步实用化贡献有用的见解。

倒置钙钛矿太阳能电池因具有器件结构简单、迟滞效应小和制造成本低等优点，受到了研究人员越来越多的关注。电子传输层作为钙钛矿太阳能电池中的重要组成部分，其作用主要是传输电子和阻挡空穴。对电子传输层进行改性，可以有效解决其表面粗糙、能级不匹配、电子迁移率低等问题，从而提高器件的光电转换效率。本文从电子传输材料的选择、电子传输层的界面修饰、掺杂作用和改性三方面综述了电子传输层对倒置钙钛矿太阳能电池的性能的影响，并对今后倒置钙钛矿太阳能电池实现商业化做出了展望。

作为新一代低成本、高效率的光伏器件，以有机卤化铅CH3NH3PbX3(MAPbX3，X=Br、I、Cl)为光吸收层的钙钛矿太阳能电池(PSCs)相比于其他类型的光伏器件，具有原料丰富、工艺简单等特点。在较短的时间内，该类电池效率已由3.8%迅速攀升至25.7%，几乎可以媲美商用硅太阳能电池，成为能源应用领域的一颗新星。氧化锌(ZnO)因其具有材料易于加工、电子迁移率高、制造成本低廉且形貌结构多样等优点，被作为该类电池较为重要的一种电子传输层(ETL)而被广为研究。本文主要以不同结构的ZnO纳米薄膜ETL作为研究对象，对其在PSCs中的应用进行了总结，详细介绍了基于不同形貌ZnO纳米结构PSCs的研究进展，分析了该类电池面临的主要问题与解决处理方式，并对未来的发展趋势进行了展望。

随着有机发光二极管应用范围的扩大，对发光材料的研究逐渐增多。蓝光材料因其在色温管理和显色指数方面的重要作用，促使科学家们对效率更高、性能更好的新型蓝光材料进行了大量研究。通过（含时）密度泛函理论方法，对给电子取代基9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶（DMAC）、三苯胺（TPA）、10H-吩噻嗪（PTZ）、10H-吩嗪（PXZ）、苯基咔唑（PCz）和5H-吲哚［3，2，1-de］吩嗪（InPz）双取代的羟基四苯咪唑分别进行了结构优化，并研究了其光物理性质。理论计算结果表明，TPA、DMAC、PTZ、PXZ和InPz取代的羟基四苯咪唑可作为空穴传输材料，PTZ、PXZ和InPz取代的羟基四苯咪唑可作为电子传输材料。

电子传输材料的开发对于降低有机电致发光器件(OLED)驱动电压至关重要, 本文设计并合成了两种基于咪唑并［1,2-a］吡啶-三嗪类新型的电子传输材料, 即2-(3′-(4-(［1,1′-联苯基］-4-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5′-菲-9-基)-［1,1′-联苯基］-4-基)-3-苯基咪唑并［1,2-a］吡啶(TRZ-PA-Dp)和2-(5′′-(4-(［1,1′-联苯基］-4-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-基)-［1,1′∶2′,1″∶3″,1-四联苯］-4-基)-3-苯基咪唑并［1,2-a］吡啶(TRZ-PP-Dp), 并利用核磁和质谱对其结构进行表征。化合物TRZ-PA-Dp和TRZ-PP-Dp的单电子器件结果显示具有高电子迁移率, 可以有效降低器件的驱动电压。因此以这两个材料作为电子传输材料, 蓝色荧光器件启亮电压分别为3.2 V和3.1 V, 相比使用常规电子传输材料TPBi的器件, 启亮电压分别降低了0.1 V和0.2 V; 同时绿色磷光器件启亮电压均为2.2 V, 相比TPBi降低了0.2 V; 红色磷光器件的启亮电压与TPBi的器件相近。基于这两个材料的器件都表现出良好的效率, 特别是在激基复合物作为主体的绿色磷光器件中, 与TPBi的器件相对比, 在100 cd/m2下电流效率(CE)和外量子效率(EQE)都提升了5%左右, 功率效率(PE)提升了28%以上, 寿命提高了4倍, 证明TRZ-PA-Dp和TRZ-PP-Dp都为优异的电子传输材料。

为了提升超热电子的准直输运效率,提出了锥口多层靶模型,并通过二维PIC(particle-in-cell)模拟手段研究了强激光与锥口多层靶相互作用过程中超热电子的产生和输运特性。研究结果表明,相比于无锥结构的多层靶,锥口多层靶中输运的超热电子数目更多、能量更高且空间分布也更加集中,发散角被控制在-38°~38°之间的超热电子能量约增加了0.6倍,锥口多层靶能够提升超热电子的准直输运效率。锥口多层靶中超热电子准直输运效率提升的原因主要有三个方面:激光从锥壁上拉出了大量超热电子、锥壁对激光的聚焦作用增强了激光有质动力以及锥顶后方产生了较强的自生磁场分布。本文建立的模型对于提升“快点火”中超热电子的束品质具有重要意义。

荧光法作为一种非侵入性测量手段,能够实现水体藻类初级生产力的快速测量。然而在目前初级生产力荧光动力学分析中,藻类光合尺寸单元通常采用固定值,导致初级生产力测量结果发生偏差,特别是水体存在蓝藻时尤为明显。光合尺寸单元定义为光合反应中心浓度与叶绿素浓度的比值。为获得准确的水体藻类光合尺寸单元以提高初级生产力测量结果的准确性,利用激发荧光光谱分析水体蓝藻和其他真核藻占比,以此为基础对混合藻样品光合尺寸单元进行校正,并提出一种基于光合尺寸单元校正的荧光法藻类初级生产力测量方法。纯种样品和混合样品初级生产力比对测试实验结果表明:纯种蓝藻、绿藻、甲藻样品的初级生产力测量误差由校正前的38.8%、14.3%、13.2%下降至3.9%、4.1%、5.2%;混合样品初级生产力最大和平均测量误差由校正前的20.4%、15.2%下降至4.5%、5.2%。该结果证明,所提校正方法可有效解决光合尺寸单元使用固定值带来的初级生产力测量偏差问题,为提高水体藻类初级生产力测量结果的准确性提供了重要参考。

有机-无机杂化钙钛矿型太阳能电池(简称钙钛矿太阳能电池)的最高光电转换效率已经达到25.5%, 是最有希望取代硅基太阳能电池并实现广泛应用的太阳能电池之一。作为钙钛矿太阳能电池的基本组成部分, 电子传输层对电池的性能起着至关重要的作用。本文阐述了钙钛矿太阳能电池中电子传输层的种类、尺寸以及界面修饰等对器件性能的影响, 为继续提升钙钛矿太阳能电池性能提供参考。

设计并合成了一种新型的可交联电子传输材料TV-T2T。该材料经过热交联之后具有优异的抗溶剂特性，并且TV-T2T的LUMO能级为-3.5 eV，这将更有利于电子从ZnO层注入到发光层中。另外，溶液法制备的三层薄膜ZnO/TV-T2T/2,6-Dczppy∶Ir(mppy)3，其粗糙度低至2.27 nm，优于未加入TV-T2T电子传输层的双层薄膜(2.37 nm)，可以有效减少漏电流的产生。随后，将TV-T2T应用于三层溶液法制备的倒置有机发光二极管中，获得了5.1%EQE的器件性能，是不加TV-T2T的器件性能(EQE为3.0%)的1.7倍。