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第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

作者：赵强强李志鹏周忠敏王莉青岛科技大学

钙钛矿太阳能电池发展迅速,其光电转换效率从3.8%迅速发展到25.5%。最近,通过化学浴沉积制备优化的氧化锡电子传输层材料,获得了25.2%(认证效率),然而空穴传输层材料亦是钙钛矿太阳能电池的重要组成部分。空穴传输层材料一般会配合掺杂... 详细信息

钙钛矿太阳能电池发展迅速,其光电转换效率从3.8%迅速发展到25.5%。最近,通过化学浴沉积制备优化的氧化锡电子传输层材料,获得了25.2%(认证效率),然而空穴传输层材料亦是钙钛矿太阳能电池的重要组成部分。空穴传输层材料一般会配合掺杂剂共同应用于钙钛矿太阳能电池,但掺杂剂(例如锂盐,叔丁基吡啶,F4-TCNQ)加速了器件降解并导致稳定性变差。因此,需要寻找无掺杂的空穴传输层材料。我们将合成的呋喃有机小分子(C8-DPNDF)引入倒置钙钛矿太阳能电池中。作为新型的空穴传输层材料,C8-DPNDF显示出优异的性能,例如高空穴迁移率、优异的能级匹配、对钙钛矿前体溶液的耐受性等。实验结果表明,基于C8-DPNDF作为空穴传输层材料的钙钛矿太阳能电池显示出17.5%的光电转换效率,而基于聚(双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺)(PTAA)作为空穴传输层材料的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率仅有17.1%。此外,基于C-DPNDF作为空穴传输层材料的未封装的器件在空气环境(相对湿度为40%)中储存30天后,仍能保持92%的光电转换效率。这一发现将为合成稳定的、高效率的倒置钙钛矿太阳能电池的空穴传输层材料开辟一条崭新的道路。

关键词：空穴传输层材料钙钛矿太阳能电池无掺杂剂稳定性

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不同铁盐氧化掺杂导电聚苯胺纳米结构的合成及性能研究

引用

高分子学报 2014年第4期24卷 551-556页

作者：丁杭军杨槐杨洲万梅香北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 北京大学工学院北京100871 北京分子科学国家实验室中国科学院化学研究所有机固体实验室北京100190

在没有外加掺杂剂的条件下,以FeCl3,Fe(NO3)3,Fe2(SO4)3,FePO4等多种铁盐为氧化剂,在水溶液中采用"无模板"的方法制备了具有较高电导率的聚苯胺纳米结构.铁盐是一种强酸弱碱盐,在水溶液中发生水解释放出质子,质子可以作为掺杂剂进入聚... 详细信息

在没有外加掺杂剂的条件下,以FeCl3,Fe(NO3)3,Fe2(SO4)3,FePO4等多种铁盐为氧化剂,在水溶液中采用"无模板"的方法制备了具有较高电导率的聚苯胺纳米结构.铁盐是一种强酸弱碱盐,在水溶液中发生水解释放出质子,质子可以作为掺杂剂进入聚苯胺主链,因此,在苯胺的聚合过程中,铁盐同时起到氧化剂和掺杂剂的双重功能,进一步简化了导电聚苯胺纳米结构的合成条件,降低了反应成本.FTIR,UV-Vis,XRD等结构表征证实所得的纳米结构的聚苯胺均为掺杂态.试验发现,铁盐较低的氧化/还原电位使产物具有较小的直径和较高的电导率和结晶性.不同的对阴离子对聚苯胺产物的形貌有一定的影响,但对产物的结构和性能影响不大.铁盐与苯胺单体的比例对聚苯胺的形貌和电导率均有较大的影响.

关键词：聚苯胺纳米结构铁盐无掺杂剂无模板法

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氯化铁氧化掺杂的聚苯胺纳米纤维团簇

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高分子学报 2007年第5期17卷 462-466页

作者：丁杭军朱长进周智明万梅香北京理工大学化工与环境学院北京100081 北京分子科学国家实验室中国科学院化学研究所有机固体实验室北京100080

没有外加质子酸的条件下,以氯化铁为氧化剂和掺杂剂,在界面体系中由苯胺(An)采用“无模板”的方法成功地制备了电导率为10-2～10-1S/cm的聚苯胺纳米纤维(d=20～30nm).实验证明FeCl3同时起到氧化剂和掺杂剂的双重作用,从而进一步简化了... 详细信息

没有外加质子酸的条件下,以氯化铁为氧化剂和掺杂剂,在界面体系中由苯胺(An)采用“无模板”的方法成功地制备了电导率为10-2～10-1S/cm的聚苯胺纳米纤维(d=20～30nm).实验证明FeCl3同时起到氧化剂和掺杂剂的双重作用,从而进一步简化了导电聚苯胺纳米纤维的合成条件.与使用过硫酸铵为氧化剂的传统聚合方法相比,FeCl3较小的氧化/还原电位使产物具有较小的直径和较高的结晶性.同时发现聚苯胺的形貌和电导率均与[FeCl3]/[An]的比例有关.FTIR,UV-Vis,XRD结构表征证实所得的聚苯胺纳米纤维为掺杂态.

关键词：聚苯胺纳米纤维氯化铁无掺杂剂无模板法

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聚苯胺微/纳米结构的合成及其结构表征

聚苯胺微/纳米结构的合成及其结构表征

引用

作者：王立群中国海洋大学

学位级别：硕士

导电聚苯胺微/纳米结构因其高度共轭的分子结构,类金属的电导率,易制备以及良好的环境稳定性等特点,在纳米材料和纳米器件上具有广泛应用前景,引起了科学家的极大关注,成为导电聚合物纳米材料领域的研究热点。合成导电聚合物的微/纳米... 详细信息

导电聚苯胺微/纳米结构因其高度共轭的分子结构,类金属的电导率,易制备以及良好的环境稳定性等特点,在纳米材料和纳米器件上具有广泛应用前景,引起了科学家的极大关注,成为导电聚合物纳米材料领域的研究热点。合成导电聚合物的微/纳米结构通常采用“模板”法及“无模板”法。“模板法”中,由于模板的使用,使得该方法不仅合成步骤复杂,而且成本较高。“无模板”自组装法虽然无须使用模板,但其可控性和制备有序结构方面有待更深入的研究。“界面聚合”是最近提出的合成聚苯胺纳米纤维的新方法,该方法不仅简单、实用,而且纳米纤维的形貌均一,产率高。但是,该法所采用的有机溶剂如甲苯、氯仿等不仅易挥发而且都有毒性,对环境造成一定的危害。因此,寻找一种新型无污染的溶剂是界面聚合法亟待解决的一个问题。同时,探寻更为简单有效的制备导电聚合物微/纳米结构的新方法也一直是科学研究的目标。聚合物空心微球由于具有优异的物理化学性能和广泛的技术应用前景而成为当今材料科学研究领域的前沿,空心微球的制备也是当今科学研究关注的热点。本论文在“界面聚合”法的基础上,围绕着采用新型溶剂代替传统溶剂实现对界面聚合的改进以及探索更为简单、有效的微/纳米纤维及空心微球的合成方法等课题展开研究,主要取得了以下结果:1.以离子液体为有机相,采用“界面聚合”法成功制备出了具有纤维形貌的聚苯胺,实现了对传统“界面聚合”法的改进。实验过程中发现,掺杂剂/苯胺的摩尔比对产物形貌及其直径具有重要影响,掺杂剂/苯胺摩尔比越小,越有利于纤维形貌的形成。此外,以盐酸和对甲苯磺酸作掺杂剂时,掺杂剂/苯胺的摩尔比与产物直径成线性关系。以对甲苯磺酸为例,采用紫外表征手段,对掺杂剂、离子液体、苯胺及其盐的紫外谱图进行了比较,结果表明离子液体对聚合反应没有影响。2.在水/离子液体两相界面体系中,没有任何外加酸性掺杂剂的条件下,以APS作氧化剂,成功合成了聚苯胺纳米纤维(d=100～185nm),该方法不仅简化了“界面聚合”合成聚苯胺纳米结构的方法,而且减少了反应试剂,降低了反应成本。反应过程中溶液颜色和pH值的变化表明,在“简化法”中,反应主要由氧化聚合和掺杂两个过程组成,APS在氧化过程中,同时起到掺杂的作用。实验过程中发现,搅拌时间,去离子水的加入以及氧化剂的用量对产物形貌都具有重要影响。3.以醋酸铜为氧化剂,在水热条件下,采用“化学一步法”成功制备出聚苯胺空心微球。实验发现,苯胺/醋酸铜的摩尔比对产物有重要影响,合成出的聚苯胺微球形貌有两种:光滑微球和蒜瓣状微球。以苯胺/醋酸铜摩尔比=1:1为基础,增大苯胺的量有助于光滑微球的形成,反之,增大醋酸铜的量,有助于蒜瓣状微球的形成。实验过程操作简单,并且无须去除模板,为合成聚合物微球提供了一条新思路。

关键词：聚苯胺 “界面聚合”法离子液体纳米纤维空心微球无掺杂剂

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