【正文】 DOT: PSS/P3HT: PCBM / mA / cm2，但在高沉積溫度(約600 ℃)條件下，ITO與柔性基底相容困難，且機(jī)械性能差，容易破碎，因此開發(fā)高質(zhì)量的ITO成為有機(jī)太陽能器件研究中迫切需要解決的問題。通常，解決這一問題采用的方法是LBL(layer2 by2layer)方法，主要包括LBL沉積、LBL電泳和LBL旋涂等。與 PCBM比較，碳納米管僅是無序地分散在P3HT基底上，使復(fù)合幾率增加，激子分離不完全，特別在碳納米管為低濃度( wt%，%)的條件下，激子的分離更不完全。究其原因，Pradhan等人認(rèn)為這可能是由于雙層結(jié)構(gòu)中供體給體界面激子分離困難和C60層低效率的電子傳輸造成的。從有機(jī)太陽能電池電流產(chǎn)生機(jī)理出發(fā)，不難看出，控制電子受體碳納米管和電子給體共軛高分子均一的摻雜對總能量轉(zhuǎn)換效率至關(guān)重要，因此，以往的實(shí)驗(yàn)中研究人員總是先將碳納米管純化，然后與聚合物基底摻雜形成聚合物納米管器件，并期望聚合物納米管器件的能量轉(zhuǎn)換效率能得到顯著提高。IMEC指出，這種狀態(tài)分離與有機(jī)聚合物的活動性相關(guān)，一旦穩(wěn)定其活動形態(tài)，則可延長電池的使用壽命。碳納米管在有機(jī)太陽能電池中的應(yīng)用 碳納米管在有機(jī)太陽能電池活性層中的應(yīng)用碳納米管在有機(jī)太陽能電池活性層中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在納米活性層和光活性層2個方面。碳納米管的結(jié)構(gòu)決定其具有非凡的半導(dǎo)體性質(zhì)。它是由單層或多層石墨片卷曲而成的無縫、中空的納米級管。事實(shí)上，自從1991年日本電氣公司(NEC)首席研究員飯島( ma)博士首次發(fā)現(xiàn)碳納米管(Carbon nanotubes, CNTs)以來，這種具有半導(dǎo)體特性的有機(jī)材料就和有機(jī)太陽能電池研究結(jié)下了不解之緣。關(guān)鍵詞：碳納米管；太陽能電池；應(yīng)用Application of Carbon Nanotube in Organic Solar Cells Abstract：Carbon nanotube(CNT)is an important nano2 the application of CNT in the photoactive layer and the trans parent electrode of organic solar relationship be ween its special structure, properties and the performance of organic photovoltaic devices is the basis of this discussion, The improved methods of Carbon nanotube technology to develop and the research trends of CNT based organic solar cells are words：Carbon nanotube。solar cells。它規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)和納米尺寸使人們相信它具有某些特殊的物化性質(zhì)，這些性質(zhì)使它有條件應(yīng)用于光電領(lǐng)域并成為成本低廉的大面積器件制作材料。每片納米管是1個碳原子通過SP2雜化與周圍3個碳原子完全鍵合而成，表現(xiàn)為六邊形平面組成的圓柱面。其中，高出任意一種高導(dǎo)電分子若干個數(shù)量級的導(dǎo)電率尤其值得稱道，這種導(dǎo)電率甚至可以和銅、2類碳納米管中，單壁碳納米管易于接受電子，其導(dǎo)電性介于半導(dǎo)體和金屬之間且隨管身的手性角度及直徑改變而改變，當(dāng)接受電子后，電子通常沿管軸以近乎理想的條件傳輸；多壁碳納米管則呈圓柱形多層石墨片層結(jié)構(gòu)，最外層的殼決定其表現(xiàn)為金屬或半導(dǎo)體特性，除具有電子受體的性質(zhì)外，它的高與長徑比也完美地契合了電荷沿著管軸的遷移；實(shí)際應(yīng)用中，單壁碳納米管可用于電極制作或與共軛高分子摻雜形成本體異質(zhì)結(jié)以充當(dāng)器件活性層，多壁碳納米管則可用作半透明、柔性的空穴收集極。其中，納米活性層的活動形態(tài)對有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率有重要影響。IMEC/I MOMEC實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用新共軛聚合物與碳納米管結(jié)合的有機(jī)太陽能電池在使用100h之后，效率保持不變，太陽能電池的使用壽命也大大提高，而其發(fā)電效率提升近4%。Kymakis等人報(bào)道了基于單壁碳納米管與共軛高分子聚三辛基噻吩[poly(32octylthi ophene)](P3OT)混合物制作光電器件的成果。后期跟蹤研究表明，聚合物納米管器件的狀態(tài)常常表現(xiàn)為亞穩(wěn)態(tài)，在100mWcm2的白光照射下，%的能量轉(zhuǎn)換效率， /cm2～ mA / cm2。起初，研究人員試圖通過在聚合物基質(zhì)中溶解更多的碳納米管來解決這一問題，但事與愿違，當(dāng)聚合物基質(zhì)中溶解更多的碳納米管后效率反而降低了，如果碳納米管的長度與光電層總的厚度相當(dāng)時，將單壁碳納米管以更高的百分比摻雜到聚合物基底中甚至可能會導(dǎo)致短路。簡單的說，LBL就是在基底上逐層沉積，是一種技術(shù)難度為大眾所接受的方法。事實(shí)證明高質(zhì)量的ITO是可以開發(fā)的，但卻難以推廣，因?yàn)楦哔|(zhì)量的ITO成本昂貴且主要成分銦具有毒性，因此，開發(fā)ITO的替代品并使之商業(yè)化成為了另一出路，通過尋找，在導(dǎo)電、透光和柔性等方面都呈現(xiàn)良好的特性的碳納米管脫穎而出。這種可謂高效而實(shí)用，高效是指碳納米管在溶劑中溶解充分且分散均勻，實(shí)用則是指溶劑移除簡便，只需通過簡單潤洗即可。除此之外，碳納米管還具有較高的熱傳導(dǎo)性，抗熱分解性和抗光照性(即使在空氣中)。分離的目的是將溶劑或混合物中的碳納米管束散開，并由此獲得更小的復(fù)合膜，從而盡量保證膜厚小于平均激子擴(kuò)散長度。(3)純化第3頁 研究生課程考試答題紙小結(jié)綜上所述，碳納米管在有機(jī)太陽能電池的光活性層及透明電極等方面具有重要應(yīng)用價值，如果能深入研究碳納米管的結(jié)構(gòu)及其物化性質(zhì)，挖掘其特性對有機(jī)太陽能電池器件的影響，并在此基礎(chǔ)上改良碳納米管的研制工藝，則可使碳納米管成為有機(jī)太陽能電池器件制作的理想材料。本文簡單介紹了納米薄膜材料的性能、制備方法，應(yīng)用領(lǐng)域等幾個方面，為初步認(rèn)識和了解納米薄膜材料有推動作用。納米技術(shù)是一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。前者主要是利用納米粒子所具有的光、電、磁方面的特性,通過復(fù)合使新材料具有基體所不具備的特殊功能。多層膜的主要參數(shù)為調(diào)制波長,指的是多層膜中相鄰兩層金屬或合金的厚度之和。特別是硅系納米復(fù)合薄膜材料得到了深入的研究，人們利用熱蒸發(fā)、濺射、等離子體氣相沉積等各種方法制備了Si/SiOx、Si/aSi：H、Si/SiNx、Si/SiC等納米鑲嵌復(fù)合薄膜。因此，納米薄膜在光電技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。使用這種方法制備納米薄膜是在多功能離子束輔助沉積裝置上完成。磁控濺射沉積法制備薄膜材料是在磁控濺射儀上實(shí)現(xiàn)的, 其真空室中有三個陰極靶(一個直流陰極, 兩個射頻陰極), 三個陰極可分別控制。磁控濺射法具有鍍膜速率易于控制, 穩(wěn)定性好, 濺射材料不受限制等優(yōu)點(diǎn)。電沉積法可以制得用噴射法不能制得的復(fù)雜形狀,并且由于沉積溫度較低, 可以使組分之間的擴(kuò)散程度降到最低。根據(jù)制備要求的不同, 配制不同的溶膠, 即可制得滿足要求的薄膜。其試驗(yàn)條件為: 電極間距 ,電極半徑 5cm。如在平板玻璃的兩面鍍制的Ti02納米薄膜，在紫外線作用下，該薄膜可分解沉積在玻璃上的有機(jī)污物，氧化室內(nèi)有害氣體，殺滅空氣中的有害細(xì)菌和病毒；在眼鏡上鍍制的TiO2 納米粒子樹脂膜或Fe2O3納米微粒聚醇酸樹脂膜，可吸收陽光輻射中的紫外線，保護(hù)人的視力；在燈泡罩內(nèi)壁涂敷的納米SiO2和納米TiO2 微粒多層干涉膜，燈泡不僅透光率好，而且具有很強(qiáng)的紅外線反射能力，可大大節(jié)約電能等。事實(shí)上，在Ni等基體表面上沉積納米NiLa2O3 曲，薄膜后，除了可以增加基體的硬度和耐磨性外，材料的耐高溫、抗氧化性也顯著提高。目前研究最多的納米氣敏薄膜是SnO2 超微粒膜，該膜比表而積大，且表面含有大量配位不飽和鍵，非常容易吸附各種氣體在其表面進(jìn)行反應(yīng)，是制備氣敏傳感器的極佳功能材料。納米薄膜材料的研究是納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要內(nèi)容，在許多領(lǐng)域內(nèi)都有著廣泛的應(yīng)用前景。參 考 文 獻(xiàn)[1] 21 世紀(jì)的戰(zhàn)略 地位, 中國粉體技術(shù)[J].2000, 6(1)：1~ 5 [2]高海永,莊惠照,薛成山,王書運(yùn),董志華,[J].(09)[3]JiHyuk Choi,MoonHo Ham,Woong Lee,JaeMin and characterization of GaN/amorphous Ga2O3 nanocables through thermal oxidation [4][D].太原理工大學(xué) 2007 [5][D].重慶大學(xué) 2004 [6][D].天津大學(xué) 2010 [7]唐一科,許靜,[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2005(01)第三篇：納米金屬材料—小論文納米孿晶金屬材料摘要：金屬材料的高強(qiáng)度和良好的塑韌性是很多金屬材料研究者追求的目標(biāo)，本文總結(jié)了盧柯課題組金屬材料中納米孿晶對強(qiáng)度和塑韌性的影響，并闡明了孿晶界面的作用以及機(jī)械孿生對鎂合金的影響。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的構(gòu)件要求材料既有高的強(qiáng)度又具有良好的塑性和韌性,高強(qiáng)度金屬的低塑性和低韌性在一定程度上削弱了其工業(yè)應(yīng)用的潛力,成為金屬材料科學(xué)發(fā)展的瓶頸問題之一。近年來對納米結(jié)構(gòu)材料研究的長足進(jìn)步和各類納米技術(shù)的迅猛發(fā)展,使人們在納米一微米一宏觀等不同尺度上對金屬材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備調(diào)控逐步成為可能,為金屬材料強(qiáng)韌化研究提供了一個全新的契機(jī)。納米孿晶結(jié)構(gòu)能夠顯著提高材料的強(qiáng)度而不損失其塑性與韌性，在脈沖電解沉積制備的納米孿晶銅中,隨孿晶片層厚度減小,材料屈服強(qiáng)度的增加趨勢與納米晶體銅中強(qiáng)度隨晶粒尺寸的變化趨勢一致,均遵從Hall一Petch關(guān)系，當(dāng)孿晶片層厚度減至15nm時,材料強(qiáng)度達(dá)到極大值,隨后強(qiáng)度逐漸下降,并出現(xiàn)軟化現(xiàn)象。另外,常用的強(qiáng)化方式往往在提高材料強(qiáng)度的同時會造成其導(dǎo)電性能明顯下降。目前納米尺度孿晶結(jié)構(gòu)可通過電解沉積、磁控濺射沉積、塑性變形或退火再結(jié)晶等制備技術(shù)在多種純金屬和合金中獲得。材料科學(xué)家從自然界這些材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)獲得啟發(fā),開始有目的地設(shè)計(jì)梯度結(jié)構(gòu)金屬材料。SMGT技術(shù)制備的梯度材料納米晶與粗晶基體結(jié)構(gòu)梯度的過渡,有效避免了納米材料與基體剝離的問題,從而為研究納米材料拉伸實(shí)驗(yàn)本征力學(xué)性能提供了理想材料。微觀結(jié)構(gòu)研究表明,梯度納米結(jié)構(gòu)銅在拉伸過程中,其主導(dǎo)變形機(jī)制為機(jī)械驅(qū)動的晶界遷移,從而導(dǎo)致伴隨的晶粒長大。大量研究表明,晶界是強(qiáng)化金屬多晶體材料的重要界面,而它又是容易萌生疲勞裂紋的有利位置。然而,對孿晶界面在疲勞載荷下裂紋萌生機(jī)制的認(rèn)識尚不清楚。通過進(jìn)一步比較幾種不同晶界的疲勞開裂機(jī)制,進(jìn)而確定了萌生裂紋的難易順序?yàn)?小角晶界孿晶界面大角晶界,這表明孿晶界面不但可以提高金屬材料的強(qiáng)度和塑性,同時也具有較高的抗疲勞裂紋萌生阻力,這為金屬材料的抗疲勞設(shè)計(jì)提供了新的可能,即通過對金屬材料合金化與孿晶界面設(shè)計(jì),可以獲得最佳的強(qiáng)韌性與使役性能的匹配。除了位錯滑移外,機(jī)械孿生是鎂合金的另外一種重要的變形機(jī)制。稀土鎂合金成本較高,難以大規(guī)模應(yīng)用,等通道角擠壓加工弱化織構(gòu)效果較好,但其加工效率低,加工成本高,異步軋制對基面織構(gòu)弱化效果有限,不能顯著改善板材的加工變形能力。采用商業(yè)AZ31鎂合金板材進(jìn)行中試,發(fā)現(xiàn)采用側(cè)軋新工藝的板材單道次軋制量可以提高一倍以上,大大提高了加工效率和成材率,有望在鎂合金工業(yè)得到廣泛應(yīng)用。另一方面,由于納米孿晶界的對稱性,使得位錯可以沿著它運(yùn)動,產(chǎn)生臺階。結(jié)果表明,納米孿晶界密度越高,材料的斷裂韌性越強(qiáng)。在納米孿晶界密度較高的多晶試樣中,觀察到了裂紋偏折的現(xiàn)象,裂紋擴(kuò)展的路徑不同于沒有納米孿晶界的多晶試樣。這種更高的韌化效果可以歸因于兩種韌化機(jī)制的共同作用,即主裂紋尖端區(qū)域容納了更多數(shù)量的不全位錯,和更容易發(fā)生裂紋偏折。(2)納米孿晶界使得主裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn)的韌化機(jī)制。這也為今后設(shè)計(jì)和制備具有高強(qiáng)度高韌性的納米結(jié)構(gòu)功能材料提供了思路和方法。小尺寸效應(yīng)。對超微顆粒而言，尺寸變小，同時其比表面積亦顯著增加，從而產(chǎn)生如下一系列新奇的性質(zhì)。同時，納米微粒也由于能級改變而產(chǎn)生大的光學(xué)三階非線性響應(yīng)，還原及氧化能力增強(qiáng)，從而具有更優(yōu)異的光電催化活性[5,6]。可以作成高抗磨、自清潔、防雨、防紫外線、防靜電、殺菌、紅外隱形等功能布料，很有發(fā)展前景。這有可能改變未來材料和裝置的生產(chǎn)方式，并且給人類帶來巨大的經(jīng)濟(jì)益處。這些材料具有多種功能，并能夠感知環(huán)境變化而且作出相應(yīng)的反應(yīng)。傳統(tǒng)的解釋材料性質(zhì)的理論，只是用于大于臨界長度1