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晶体硅太阳能电池的导电空穴选择性钝化接触
摘要： 材料的缺陷态钝化与导电性始终相互制约，因此单一材料很难同时具备优异的载流子传输能力和缺陷态钝化性能。这使得硅太阳能电池必须采用部分钝化与局部接触策略，导致制备工艺技术复杂。因此，在硅光伏器件中亟需兼具良好钝化性与导电性的材料。本研究提出了钝化-导电相图，并利用PEDOT:Nafion复合薄膜实现了导电-钝化-载流子选择性接触。采用背面PEDOT:Nafion接触的工业级多晶硅太阳能电池实现了18.8%的转换效率，展示了溶液法有机钝化接触概念。该方案有望免除传统介质钝化材料所需的昂贵高真空设备沉积、高能耗高温工艺及复杂激光开孔步骤。本研究还为p型和n型硅太阳能电池分别提供了有效的背面场方案和新型空穴选择性接触，既适用于科研需求，也可作为未来硅基光伏技术的低成本表面工程策略。
关键词： 太阳能电池、PEDOT、Nafion、钝化、导电性
更新于2025-09-23 15:21:01
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单层石墨烯上氢离子传输的电荷转移电阻模型与阿伦尼乌斯活化分析
摘要： 在嵌入Nafion的石墨烯|石墨烯|Nafion三明治结构的电化学氢泵电池中，测量了质子和氘离子跨单层石墨烯的传输速率随温度的变化关系。通过面积归一化的离子转移电阻获得石墨烯的离子传输速率，并以离子交换电流密度和标准异相离子转移速率常数进行解释。随后采用离子转移步骤的相遇预平衡模型，推导出质子或氘离子跨石墨烯传输这一基本微观步骤的速率常数。应用该速率模型解析质子与氘离子传输速率的变温数据，得到了石墨烯上基本离子传输步骤的活化能与指前因子：质子活化能Eact=48±2 kJ·mol?1（0.50±0.02 eV），氘离子Eact=53±5 kJ·mol?1（0.55±0.05 eV）。两者约5 kJ·mol?1的差值与O-H和O-D键振动零点能预期差异相符（尽管活化能数值存在不确定性）。质子与氘离子跨石墨烯传输的指前频率因子分别为8.3±0.4×1013 s?1和4.7±0.5×1013 s?1，这两个较大数值与Eyring-Polanyi方程预测的近单位传输系数情况相当。速率指前因子比值（H/D）为1.8，与O-H和O-D伸缩振动频率比1.3合理吻合。综合数据支持以下模型：质子与氘离子跨石墨烯传输主要是绝热过程，室温下传输速率差异主要源于活化能不同。
关键词： Nafion，质子传输，石墨烯，二维材料，氢泵送
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于ZnCdS@ZnS量子点的无标记电化学发光免疫传感器的开发，用于莲子中黄曲霉毒素B1的灵敏检测
摘要： 在本研究中，我们设计了一种基于ZnCdS@ZnS量子点（QDs）的无标记电化学发光（ECL）免疫传感器，用于灵敏检测黄曲霉毒素B1（AFB1）。通过将Nafion溶液组装在金电极表面形成大量QDs作为ECL信号探针，并特异性偶联抗AFB1抗体作为捕获元件。当电解液中的S2O8 2?与电极上的QDs发生还原反应产生ECL发射时，通过记录样品中目标AFB1导致的ECL信号减弱实现定量检测。我们沿免疫传感器构建的每一步骤评估了电化学阻抗谱和ECL测量结果。经过对关键参数的系统优化后，该ECL免疫传感器展现出良好灵敏度，在0.05–100 ng/mL宽浓度范围内对AFB1的检测限低至0.01 ng/mL。使用莲子样品测试证实，所开发的ECL免疫传感器对复杂基质中痕量AFB1具有令人满意的选择性、稳定性和重现性，可实现快速、高效、灵敏的检测。本研究为多种分析物提供了强大且通用的分析平台，可广泛应用于食品安全检测、中药安全测试、环境污染监测及疾病诊断等实时分析领域。
关键词： 电化学发光免疫传感器、Nafion（全氟磺酸树脂）、莲子、黄曲霉毒素B1、ZnCdS@ZnS量子点、无标记
更新于2025-09-23 15:19:57
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聚合物酸的p型掺杂、减反射及封装多功能效应助力高效稳定碳纳米管基硅太阳能电池
摘要： 在各类太阳能采集器中，硅太阳能电池因其高功率转换效率和稳定性已进入商业市场。通过用单层碳纳米管同时替代电极和p型层，该器件可进一步简化。这在原材料短缺和太阳能投资回收期背景下大幅提升了硅太阳能电池的吸引力，并降低了制造成本。然而，碳纳米管基硅太阳能电池仍存在器件效率和稳定性不足的问题，这些问题可通过化学掺杂、抗反射涂层和封装技术改善。本研究采用聚合酸同时实现了p型掺杂、抗反射和封装的多重功能效应，使单壁碳纳米管基硅太阳能电池的功率转换效率从9.5%提升至14.4%，并在严苛条件下实现了超过120天的前所未有的器件稳定性。此外，经聚合酸处理的碳纳米管基硅太阳能电池展现出优异的化学和机械耐久性，其获得的稳定效率是目前报道的碳纳米管基硅太阳能电池中的最高值。
关键词： 掺杂、碳纳米管、硅太阳能电池、减反射、Nafion
更新于2025-09-11 14:15:04