检索结果-内蒙古大学图书馆

材料导报 2022年第17期36卷 8-16页

作者：王超严铮洸肖家文北京工业大学材料与制造学部固体微结构与性能研究所固体微结构与性能北京市重点实验室北京100124

卤化物钙钛矿材料由于其优异的光电性质成为近几年的研究热点之一。钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在短短几年内已超过25%,钙钛矿材料在光电二极管、光电探测器、激光器等光电器件中也表现出良好的应用前景。钙钛矿材料及器件性能和稳... 详细信息

卤化物钙钛矿材料由于其优异的光电性质成为近几年的研究热点之一。钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在短短几年内已超过25%,钙钛矿材料在光电二极管、光电探测器、激光器等光电器件中也表现出良好的应用前景。钙钛矿材料及器件性能和稳定性的进一步提高是研究人员重点关注的问题。各种改善钙钛矿材料的光电性质和稳定性的策略也被不断提出,如薄膜结晶控制、界面改性/缺陷钝化、组件工程、添加剂工程等。近年来,应变工程被发现可有效改善钙钛矿材料的光电性质和器件性能,为钙钛矿材料器件性能的优化提供了新的研究视角。本文从应力应变的基本概念入手,介绍了如何测量和评估钙钛矿材料的残余应力和应变、残余应力和应变如何影响钙钛矿材料的器件性能,以及总结了对钙钛矿材料施加应力和应变的策略,最后本文对应变工程改善钙钛矿材料的器件性能这一新的研究视角做出展望。

关键词：卤化物钙钛矿应力-应变稳定性光电性质

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紫外光辐照下CH3NH3PbI3基钙钛矿太阳能电池失效机制

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物理化学学报 2022年第5期38卷 70-80页

作者：卢岳葛杨隋曼龄北京工业大学材料与制造学部固体微结构与性能研究所北京100124 北京工业大学固体微结构与性能北京市重点实验室北京100124

随着光伏产业的不断发展,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的研发成为科学与工业界广泛关注的焦点。到目前为止,其光电转换效率已经提高到了25.2%,成为替代硅基太阳能电池的核心方案之一。然而,钙钛矿太阳能电池的稳定性较差,容易受到环境... 详细信息

随着光伏产业的不断发展,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的研发成为科学与工业界广泛关注的焦点。到目前为止,其光电转换效率已经提高到了25.2%,成为替代硅基太阳能电池的核心方案之一。然而,钙钛矿太阳能电池的稳定性较差,容易受到环境中氧气、水分、温度甚至光照的影响,这严重制约了其大规模推广与应用。大量科学研究表明,如何避免紫外辐照下有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的性能衰减,对于提高钙钛矿太阳能电池的光照稳定性至关重要。然而到目前为止,仍然没有系统的工作来对紫外辐照下钙钛矿太阳能电池性能以及微结构演化过程进行详细的表征与分析。本文中,我们利用聚焦离子束-扫描电子显微分析(FIB-SEM)以及球差校正透射电子显微分析(TEM)等技术,全面地研究了紫外辐照过程中有机无机杂化钙钛矿太阳能电池性能变化规律以及电池微结构演化特征。实验结果表明,紫外辐照过程中太阳能电池内部会形成0.5-0.6 V的内建电场,钙钛矿中的I;离子在电场的驱动下向金属Au电极和空穴传输层2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴(Spiro-OMeTAD)一侧迁移;随后,空穴传输层与金电极的界面处,碘离子与光生空穴一起与金电极发生反应,将金属态Au氧化成离子态Au;。而Au;离子则在内建电场的驱动下反向迁移穿过钙钛矿MAPbI;层,直接被SnO;和MAPbI;界面处的电子还原形成金属Au纳米团簇。除此之外,紫外辐照过程中钙钛矿太阳能电池性能降低的同时,往往伴随着Spiro-OMeTAD与钙钛矿界面处物质迁移、钙钛矿薄膜内晶界展宽以及Au纳米颗粒周围MAPbI;物相分解等现象。以上各种因素的协同作用,共同导致了紫外光照下有机无机杂化钙钛矿太阳能电池光电转换性能(PCE)、开路电压(V;)以及短路电流(J;)等性能参数的急剧下降。

关键词：钙钛矿太阳能电池紫外光降解机制电子显微学金迁移

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温度对金纳米线拉伸塑性变形影响的分子动力学模拟研究

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电子显微学报 2024年第4期43卷 447-453页

作者：廉会彬王占鑫翟亚迪王立华韩晓东北京工业大学固体微结构与性能研究所北京市先进材料微结构与性能重点实验室北京100124 南方科技大学材料科学与工程系广东深圳518000

小尺寸金(Au)纳米线因具有优异的力学性能而受到广泛关注。而之前的相关研究大多是在常温下进行,不同低温下的研究较少。研究金纳米线在低温下塑性变形行为,能够为其低温下的应用提供理论依据。本文采用分子动力学模拟的方法,研究了不... 详细信息

小尺寸金(Au)纳米线因具有优异的力学性能而受到广泛关注。而之前的相关研究大多是在常温下进行,不同低温下的研究较少。研究金纳米线在低温下塑性变形行为,能够为其低温下的应用提供理论依据。本文采用分子动力学模拟的方法,研究了不同温度下菱形Au纳米线的力学行为,发现Au纳米线的强度和塑性变形能力会随温度降低而增大。另外,Au纳米线的塑性变形机制受温度影响会发生转变。在175~350 K时,其塑性变形机制主要为Shockley偏位错发射导致纳米线形成大量层错,之后出现切变和过早颈缩。在50~140 K时则转变为以偏位错发射为主,首先形成平滑的孪晶界并发生迁移,之后形成交叉的孪晶界并继续迁移,过程中生成大量孪晶,最终产生40.16%的均匀变形。

关键词：分子动力学模拟金纳米线塑性变形孪晶面心立方金属

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白光及紫外光辐照下甲氨碘化铅基钙钛矿太阳能电池降解机制差异

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化学学报 2021年第3期79卷 344-352页

作者：卢岳葛杨隋曼龄北京工业大学材料与制造学部固体微结构与性能研究所北京100124 北京工业大学固体微结构与性能北京市重点实验室北京100124

本工作实验对比了可见光以及紫外光辐照下甲氨碘化铅(CH_(3)NH_(3)PbI_(3)即MAPbI_(3))基钙钛矿太阳能电池器件性能及微结构演变特征差异.结果表明可见光辐照下钙钛矿太阳能电池器件中MAPbI_(3)层发生降解的同时,伴随着Au元素从金属电... 详细信息

本工作实验对比了可见光以及紫外光辐照下甲氨碘化铅(CH_(3)NH_(3)PbI_(3)即MAPbI_(3))基钙钛矿太阳能电池器件性能及微结构演变特征差异.结果表明可见光辐照下钙钛矿太阳能电池器件中MAPbI_(3)层发生降解的同时,伴随着Au元素从金属电极一侧向MAPbI_(3)和电子传输层SnO_(2)的界面处迁移现象.但相较于紫外光,可见光辐照下器件中Au元素的迁移速率慢30倍左右.这是由于器件电子传输层SnO_(2)具有较低的价带顶位置(-8.4 eV),它吸收紫外光激发出强氧化性的空穴h^(+),氧化碘离子I-生成I原子.而I原子会对金属电极层产生较大的破坏作用,促进Au^(+)离子的形成.因此可见光辐照下,尽管器件开路电压Voc一直保持较高的数值,但是Au元素的迁移以及钙钛矿层的分解,会引起短路电流密度Jsc的快速降低.本文为钙钛矿太阳能电池光照不稳定性的机理解释,提供了全新的理论依据.

关键词：钙钛矿太阳能电池光辐照迁移动力学电子显微学光降解

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单晶Pt中位错与非共格孪晶界反应的原位原子尺度观察

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电子显微学报 2022年第4期41卷 363-369页

作者：郭谊忠李帅王占鑫李雪峤王立华韩晓东北京工业大学固体微结构与性能研究所北京市重点实验室北京100124

非共格孪晶界(incoherent twin boundary,ITB)是金属中一种重要的晶界结构,其原子层次结构对金属的力学性能有显著影响。之前虽有一些关于ITB的结构演化及动态行为研究报道,但ITB与全位错相互反应导致ITB结构变化的原位研究还很少见,相... 详细信息

非共格孪晶界(incoherent twin boundary,ITB)是金属中一种重要的晶界结构,其原子层次结构对金属的力学性能有显著影响。之前虽有一些关于ITB的结构演化及动态行为研究报道,但ITB与全位错相互反应导致ITB结构变化的原位研究还很少见,相关的原子层次机制仍然不清楚。本文以具有高密度生长孪晶的Pt薄膜为研究对象,利用高角环形暗场像揭示了Pt薄膜中ITB的原子结构。在原子层次原位观察到了全位错向ITB运动靠近,然后被ITB吸收的过程。原子尺度的位移分布测量表明全位错向ITB靠近的过程中就会引起ITB结构的变化。分子动力学模拟以及能量计算结果揭示出全位错容易被ITB吸引,然后形成了新的ITB结构而降低系统能量,这一结果很好地解释了这种新ITB结构在生长的薄膜中经常被观察到的原因。

关键词： Pt薄膜全位错非共格孪晶界原子尺度高角环形暗场像原位

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空气下光诱导有机金属卤化钙钛矿薄膜的降解机理

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物理化学学报 2020年第8期36卷 26-34页

作者：葛杨牟许霖卢岳隋曼龄北京工业大学固体微结构与性能研究所北京100124 北京工业大学固体微结构与性能北京市重点实验室北京100124

近几年来钙钛矿材料作为新兴光伏材料取得了巨大的发展进步,但有机无机杂化钙钛矿较差的环境稳定性限制了它的大规模应用。因此深入研究钙钛矿材料的降解机制有助于开发更稳定的钙钛矿光伏器件。本文基于透射电子显微学的微观形貌观察... 详细信息

近几年来钙钛矿材料作为新兴光伏材料取得了巨大的发展进步,但有机无机杂化钙钛矿较差的环境稳定性限制了它的大规模应用。因此深入研究钙钛矿材料的降解机制有助于开发更稳定的钙钛矿光伏器件。本文基于透射电子显微学的微观形貌观察、晶体结构及元素成分表征,详细研究了杂化钙钛矿CH3NH3PbI3薄膜在光照以及空气共同作用下的降解机理。研究发现,光诱导下CH3NH3PbI3薄膜会与空气中的氧气发生交互作用,同时生成六方晶态PbI2甚至氧化为非晶态化合物PbI2-2xOx (0.4 实验数据与理论支持。

关键词：钙钛矿薄膜光氧降解透射电子显微镜微结构演化非晶相

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耦合温度效应晶体塑性的TWIP钢变形行为研究

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机械工程学报 2022年第20期58卷 283-293页

作者：蔡旺王春晖孙朝阳马晋遥李月敏姜军张跃飞北京科技大学机械工程学院北京100083 金属轻量化成形制造北京市重点实验室北京100083 北京工业大学固体微结构与性能研究所北京100124 帝国理工学院机械工程系英国伦敦SW72AZ

为探究TWIP钢高温条件下的塑性变形机理,建立了耦合温度效应的晶体塑性本构模型,考虑温度对TWIP钢滑移和孪生的影响,提出了耦合温度效应的流动法则和硬化法则。结合在500℃和750℃条件下的原位SEM高温拉伸试验,建立了描述TWIP钢热变形... 详细信息

为探究TWIP钢高温条件下的塑性变形机理,建立了耦合温度效应的晶体塑性本构模型,考虑温度对TWIP钢滑移和孪生的影响,提出了耦合温度效应的流动法则和硬化法则。结合在500℃和750℃条件下的原位SEM高温拉伸试验,建立了描述TWIP钢热变形过程的晶体塑性有限元模型。模拟获得不同温度条件下的应力应变曲线、应变硬化率和孪晶体积分数与试验结果相吻合,验证了该模型的正确性。进而,基于所建立的模型研究了温度对TWIP钢塑性变形过程滑移、孪生演化及应变硬化过程的影响规律,结果表明:滑移阻力、孪生阻力和应变硬化率随温度的升高呈不均匀降低的趋势,且断后伸长率呈现降低的趋势,由25℃时53.4%降低至750℃时16.5%。同时,随温度升高,孪生受到抑制,但滑移受温度的影响较小,表现为滑移主导的塑性变形机制。

关键词： TWIP钢塑性变形晶体塑性温度效应原位SEM高温拉伸

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AuAg纳米晶薄膜裂纹扩展的原位原子尺度观察

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电子显微学报 2021年第5期40卷 489-495页

作者：杨成鹏符立波郭谊忠王立华张泽韩晓东北京工业大学固体微结构与性能研究所北京市先进材料微结构与性能重点实验室北京100124 浙江大学材料科学与工程学院浙江杭州310027

本文利用原位实验技术,在透射电镜中对AuAg纳米晶薄膜裂纹扩展以及裂纹前端塑性机制进行了原位原子尺度观察。原位观察发现,在初期,裂纹在晶界处形核并沿着晶界扩展,在裂纹前端晶粒内部有形变孪晶的形核与长大。随着应变的增加,逐渐转... 详细信息

本文利用原位实验技术,在透射电镜中对AuAg纳米晶薄膜裂纹扩展以及裂纹前端塑性机制进行了原位原子尺度观察。原位观察发现,在初期,裂纹在晶界处形核并沿着晶界扩展,在裂纹前端晶粒内部有形变孪晶的形核与长大。随着应变的增加,逐渐转为穿晶断裂,此时晶粒内的生长孪晶及变形孪晶均展现出良好的塑性变形能力。本实验对人们理解面心立方合金纳米晶材料的裂纹扩展机制具有一定借鉴意义。

关键词：纳米晶薄膜裂纹扩展晶间裂纹合金退孪晶孪晶

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喷涂法制备MA1-xCsxPbI3掺杂有机无机杂化钙钛矿薄膜

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材料科学与工程学报 2020年第3期38卷 370-376页

作者：黄杰王凯文马林杨凯祥彭博严铮洸韩晓东固体微结构与性能研究所北京工业大学北京100124 北京市固体微结构与性能重点实验室北京工业大学北京100124

利用喷涂成膜法,通过优化基底温度、溶剂组成、溶液浓度等条件,得到当基底温度为130℃,溶液体系为纯DMF(N,N-二甲基甲酰胺),钙钛矿质量分数为20%时的掺杂有机无机杂化钛薄膜(MA 1-x Cs x Pbl 3),所制备出的MA 1-x Cs x PbI 3展现出最优... 详细信息

利用喷涂成膜法,通过优化基底温度、溶剂组成、溶液浓度等条件,得到当基底温度为130℃,溶液体系为纯DMF(N,N-二甲基甲酰胺),钙钛矿质量分数为20%时的掺杂有机无机杂化钛薄膜(MA 1-x Cs x Pbl 3),所制备出的MA 1-x Cs x PbI 3展现出最优的薄膜质量、光吸收性能,晶粒尺寸较大且均匀致密。X射线衍射分析结果表明,喷涂法制备的MA 1-x Cs x PbI 3薄膜可在x达到0.20下仍观测不到杂相(CsPbI 3)。通过对薄膜的形貌分析和光学特性分析可知,MA 0.9 Cs 0.1 PbI 3具有晶粒尺寸大、可见光吸收性能好的特性。制备得到的MA 0.9 Cs 0.1 PbI 3薄膜较MAPbI 3薄膜的热稳定性有所提高。

关键词：钙钛矿薄膜喷涂成膜法掺杂有机无机杂化钙钛矿热稳定性

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四方结构GaN纳米线制备、掺杂调控及其场发射性能研究

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物理学报 2020年第16期69卷 262-270页

作者：杨孟骐姬宇航梁琦王长昊张跃飞张铭王波王如志北京工业大学材料科学与工程学院新型功能材料教育部重点实验室北京100124 北京航空航天大学物理学院北京100191 北京工业大学固体微结构与性能研究固体微结构与性能北京市重点实验室北京100124

作为最重要的第三代半导体材料之一,纳米氮化镓(Ga N)也引起了人们的广泛关注与重视.本文采用微波等离子体化学气相沉积(microwave plasma chemical vapor deposition, MPCVD)系统,成功地制备出了四方截面的Ga N纳米线,其纳米线半径为30... 详细信息

作为最重要的第三代半导体材料之一,纳米氮化镓(Ga N)也引起了人们的广泛关注与重视.本文采用微波等离子体化学气相沉积(microwave plasma chemical vapor deposition, MPCVD)系统,成功地制备出了四方截面的Ga N纳米线,其纳米线半径为300-500 nm,长度为15-20μm.研究发现,通过调控掺杂Mg的比例,可以实现其截面结构从三方向四方转变.通过进一步地研究Mg掺杂调控其截面结构的物理机制,提出其三方-四方截面结构的转变应该来源于其纳米线的气-液-固(VLS)生长向自催化气-固(VS)生长模式的转变.对所制备的纳米线进行了光致发光(photoluminescence, PL)光谱分析,结果表明四方结构Mg掺杂Ga N纳米线发光峰红移至386 nm.采用所制备的纳米线进行了场发射性能研究,结果表明四方结构Mg掺杂Ga N纳米线开启电场为5.2 V/μm,并能保持较高电流密度,相较于三方结构未掺杂Ga N纳米线场发射性能有一定提高,进而分析掺杂以及形貌结构对Ga N纳米线场发射的影响机制.研究结果不仅给出了一种四方结构Ga N纳米线的制备方法,同时也为纳米线结构调控提出了新的思路与方法,将为新型纳米线器件设计与制作提供了新的技术手段.

关键词：氮化镓(GaN) 四方结构纳米线 Mg 掺杂场发射

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