阳离子交换反应制备径向一维Bi2S3@Cu2S核壳纳米阵列用于太阳能电池的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51602139
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

One-dimensional radial Bi2S3@Cu2S core@shell nanoarrays, which can reduce the interfacial charge recombination and improve the photoelectric conversion efficiency, are the new type of photovoltaic materials with excellent performance and environment friendly. Compared with the common method to fabricate core@shell nanocrystals, cation exchange reaction, which circumvent separate nucleation, can easily get epitaxially one dimensional heterostructures. One-dimensional radial Bi2S3@Cu2S core@shell nanoarrays on electro-conductive glass are never reported until now, moreover, there is no any report concerning the use of one-dimensional radial Bi2S3@Cu2S core@shell nanoarrays in solar cells yet. Therefore, in this project, one-dimensional radial Bi2S3@Cu2S core@shell nanoarrays will be fabricated on electro-conductive glass using cation exchange reaction. We will systematically study the effect of the experiment parameters (Cu+ precursors, the solution concentrations, temperatures, times) on the final heterostructures of nanocrystal (morphology, crystallinity,degree of orientation) and the photoelectric properties. At the same time, we will profoundly reveal the evolution of one-dimensional radial Bi2S3@Cu2S core@shell nanoarrays and clarify the relationship between the heterostructures and the performance of the device. This project is expected to advance the study of photovoltaic materials toward environmentally benign, earth abundant, low cost and high efficiency.
径向一维Bi2S3@Cu2S核壳纳米结构,能有效地降低界面间电荷复合,提高光电转换效率,是一种新型的性能优良、环境友好的光伏材料。与目前常用的制备核壳纳米异质结的方法相比,离子交换反应能避免独立的均相成核,容易得到外延生长的一维异质结构。迄今为止,关于用离子交换反应在导电玻璃上制备一维Bi2S3@Cu2S核壳纳米阵列的报道在国际上仍是空白,且该一维核壳纳米异质结在太阳能电池中的应用研究也未曾见报道。为此,本项目拟采用离子交换法在导电玻璃基底上制备径向一维Bi2S3@Cu2S核壳纳米阵列,详细研究实验参数(不同的Cu+前驱体、前驱体溶液浓度、温度、时间等)对最终形成的纳米异质结构(形貌、晶化度、取向性)及光电性能的影响规律。探索径向一维Bi2S3@Cu2S的演变机理及其结构与器件性能的关系。本项目的实施将有望推动太阳能电池材料研究继续朝着环境友好、组成元素丰量、低成本和高效率的方向发展。

结项摘要

径向一维Bi2S3@Cu2S核壳纳米结构,能有效地降低界面间电荷复合,提高光电转换效率,是一种新型的性能优良、环境友好的光伏材料。与目前常用的制备核壳纳米异质结的方法相比,离子交换反应能避免独立的均相成核,容易得到外延生长的一维异质结构。为此,本项目先分别用三种不同的简易溶液法(热分解黄原酸铋配合物法、低温溶液法、水热法)在导电玻璃基底上制备了Bi2S3纳米阵列,详细探索了实验参数对最终形成的Bi2S3纳米阵列的结构(微观形貌、晶化程度、取向性)及光电性能的影响规律,并将其用于有机聚合物太阳能电池的活性层掺杂或电子传输层界面优化,使得器件的效率得到了有效地提高,器件在空气中的稳定性明显增强。接着,将用简易溶液法制备的Bi2S3纳米阵列进行了阳离子转化。研究了实验参数(不同的Cu+前驱体、前驱体溶液浓度、温度、时间等)对最终形成的纳米异质结构(形貌、晶化度、取向性)及光电性能的影响规律,探索了径向一维Bi2S3@Cu2S的演变机理及其结构与器件性能的关系。本项目的实施有望推动太阳能电池材料研究继续朝着环境友好、组成元素丰量、低成本和高效率的方向发展。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Asymmetric push-pull small molecules with auxiliary electron-accepting unit for bulk heterojunction organic solar cells
用于本体异质结有机太阳能电池的具有辅助电子接受单元的不对称推拉小分子
  • DOI:
    10.1016/j.jphotochem.2019.112139
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Photochemistry & Photobiology A: Chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ying Chen;Duo Yang;Wei Liu;Junfeng Tong;Chunyan Yang;Peng Zhang
  • 通讯作者:
    Peng Zhang
Synthesis and Photovoltaic Effect of Electron-Withdrawing Units for Low Band Gap Conjugated Polymers Bearing Bi(thienylenevinylene) Side Chains
双噻吩乙烯撑侧链低带隙共轭聚合物吸电子单元的合成及光伏效应
  • DOI:
    10.3390/polym11091461
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    Polymers
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Li Jianfeng;Wang Yufei;Wang Ningning;Liang Zezhou;Wang Xu;Peng Yichun;Tong Junfeng;Yang Chunyan;Xia Yangjun
  • 通讯作者:
    Xia Yangjun
Inverted polymer solar cells using CdS fabricated by thermal decomposition of cadmium xanthate precursor as electron transporting layer
采用黄原酸镉前驱体热分解制备的CdS作为电子传输层的倒置聚合物太阳能电池
  • DOI:
    10.1016/j.solener.2016.10.034
  • 发表时间:
    2016-12-01
  • 期刊:
    SOLAR ENERGY
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Li, Cheng;Yang, Chunyan;Xia, Yangjun
  • 通讯作者:
    Xia, Yangjun
Efficient inverted organic solar cells with a thin natural biomaterial L-Arginine as electron transport laye
以薄天然生物材料 L-精氨酸作为电子传输层的高效倒置有机太阳能电池
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Solar Energy
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Jianfeng Li;Ningning Wang;Yufei Wang;Zezhou Liang;Yichun Peng;Chunyan Yang;Xichang Bao;Yangjun Xia
  • 通讯作者:
    Yangjun Xia
Naphtho[1,2-c: 5,6-c']bis[1,2,5] thiadiazole-based conjugated polymers consisting of oligothiophenes for efficient polymer solar cells
  • DOI:
    10.1016/j.polymer.2017.06.023
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Polymer
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Tong Junfeng;Li Jianfeng;Zhang Peng;Ma Xuying;Wang Min;An Lili;Sun Jingbiao;Guo Pengzhi;Yang Chunyan;Xia Yangjun
  • 通讯作者:
    Xia Yangjun

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    杨爱军
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    江西科学
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    邓觅
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 作者:
    李桥兴;杨春燕
  • 通讯作者:
    杨春燕
曲酸衍生物KAD3的合成及其抑制黑色素形成的作用机制
  • DOI:
    10.6043/j.issn.0438-0479.201908026
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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  • 作者:
    汤龙;杨春燕
  • 通讯作者:
    杨春燕

其他文献

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热分解黄原酸金属配合物法制备铜锌锡硫太阳能电池缓冲层In2S3和SnS2的研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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