Hybrid bulk heterojunction solar cells from a blend of poly(3-hexylthiophene) and TiO2 nanotubes

Hybrid bulk heterojunction solar cells based on blend of poly(3-hexylthiophene) (P3HT) and TiO2 nanotubes or dye(N719) modified TiO2 nanotubes were processed from solution and characterized to research the nature of organic/inorganic hybrid materials. Compared with the pristine polymer P3HT and TiO2 nanoparticles/P3HT solar cells, the TiO2 nanotubes/P3HT hybrid solar cells show obvious performance improvement, due to the formation of the bulk heterojunction and charge transport improvement. A further improvement in the device performance can be achieved by modifying TiO2 nanotube surface with a standard dye N719 which can play a role in the improvement of both the light absorption and charge dissociation. Compared with the non-modified TiO2 nanotubes solar cells, the modified ones have better power conversion efficiency under 100 mW/cm(2) illumination with 500W Xenon lamp. (C) 2008 Elsevier B. V. All rights reserved.

Effect of the N/Al ratio of AlN buffer on the crystal properties and stress state of GaN film grown on Si(111) substrate

The effect of the N/Al ratio of AlN buffers on the optical and crystal quality of GaN films, grown by metalorganic chemical vapor deposition on Si(111) substrates, has been investigated. By optimizing the N/Al ratio during the AlN buffer, the threading dislocation density and the tensile stress have been decreased. High-resolution X-ray diffraction exhibited a (0002) full-width at half-maximum as low as 396 acrsec. The variations of the tensile stress existing in the GaN films were approved by the redshifts of the donor bound exiton peaks in the low-temperature photoluminescence measurement at 77 K. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

不同基因型小麦麦茬对杂草的化感抑制作用

采用改进的田间抑制圈生物测定方法,分析了10种不同基因型小麦材料麦茬对杂草生长的影响。结果表明,不同基因型之间以及同一基因型的不同材料之间对杂草的影响均呈现显著差异,说明化感作用基因在稳定遗传的同时存在一定的变异。以现代品种“丰产3号”麦茬地杂草的生物量为对照,其他小麦品种麦茬对杂草均有一定的抑制作用;对10个小麦品种麦茬地杂草的生物量与残茬滞留时间(天)逐步回归分析发现,杂草生长与时间存在明显的正相关关系,其中小麦残茬抑制杂草生长的化感作用有效天数为3～29天,而后杂草生物量逐渐增大,最后达到稳定;染色体组型为 AA、AABB 及 AABBDD 的麦茬化感抑制作用均随残留时间的变化而逐渐减弱,抑制杂草的平均有效期分别为21、24和25天,说明小麦在从二倍体到四倍体到六倍体的染色体组变异与倍体变化的长期进化过程中,小麦的遗传可塑性可能有助于化感作用的增强。

稀土发光材料M_2O_3:RE~(3+)（M＝Y，Gd:RE＝Eu，Tb）体系的AAO模板组装

AAO模板具有高度有序的纳米孔阵列，其孔径可以在5一200nm范围内调节，利用AAO模板进行纳米组装已成为纳米结构材料组装的重要技术之一。目前，采用该技术已经制备出了金属、半导体、碳、导电高分子以及其它材料构成的纳米管、纳米线、纳米纤维、电缆等纳米结构单元和有序纳米阵列材料，同时，研究了它们的光、电、磁和催化等特性及其在光学材料、铿电池的电极材料、垂直磁性记录材料和光催化剂等方面的潜在应用。然而，有关稀土发光材料的AAO模板合成及其性质还鲜见报道。本论文采用二次阳极氧化技术制备出了具有高度有序纳米阵列孔的AAO模板。采用溶胶一凝胶法和水热法对稀土发光材料M2O3:RE3+（M＝Y,Gd; RE＝Eu，Tb）体系进行了AAO组装，得到了纳米线、纳米管及其纳米线阵列。对AAO模板和组装样品的形貌、结构和光谱性质进行了表征，得到了一些令人感兴趣的研究结果，其主要的结果和结论总结如下：（1）采用二次阳极氧化法制备出了孔径约为5Onm、35nm和2Onm等系列高度有序纳米阵列孔的基体铝支持的AAO模板和独立支撑的AAO模板。（2）XRD测试结果表明：退火后的基体铝片，其331晶面优先结晶生长，这有利于高度有序纳米阵列孔AAO模板的制备。使用这些退火后的铝片，通过二次阳极氧化法制备的高度有序纳米阵列孔AAO膜为非晶态，并且在退火后转变为γ-Al2O3。（3）未退火的基体铝支持的AAO模板，在350一600nm范围内发出较强的蓝光，其峰值波长位于435nm。该蓝光发射带经过程序控温慢慢退火后完全消失，这说明它产生于缺陷发光中心。（4）采用溶胶一凝胶法，利用AAO模板首次合成出了（YO.96RE0.05）O3（RE＝Eu，Tb）纳米线及其阵列，并通过SEM、EDX、TEM、SAED、XRD和PL分析测试加以确认。x-射线衍射（XRD）和选区电子衍射（SAED）的结果证明，这些纳米线主要是由立方相的RE2O3（RE＝Y或Gd）多晶材料组成的。光谱测试结果表明，同体相材料相比，Eu3＋的，D0一7F2跃迁发射峰和Tb3＋的5D4一7FJ（J=6，5，4，3）跃迁发射峰出现了宽化，这种现象可能是纳米颗粒的表面界面效应所引起的非均匀宽化造成的。（5）首次观察到利用溶胶一凝胶法组装的一部分M2O3:RE3＋（M＝Y，Gd；RE＝Eu，Tb）样品，沿着AAO模板阵列孔壁的边沿所形成的网状结构，并初步地探讨了其形成的机理。（6）对于M2O3:RE3＋（M=Y，Gd；RE＝Eu，Tb）体系，仅仅依靠毛细作用是难以充分地将溶胶前驱液组装进从O模板的阵列孔中。（7）首次利用水热合成法，在中性条件介质下，将（Y，Gd）2O3:Eu3+样品充分地组装进了AAO模板的纳米孔道中，这说明水热产生的高压可以作为AAO模板组 装样品的驱动力。（8）以M2O3: RE3+（M＝Y，Gd；RE＝Eu，Tb）溶胶或氢氧化物沉淀作为前驱物，分别在酸性和碱性条件下，进行了从0模板水热合成组装。实验结果表明，AAO模板被部分地损坏。但在碱性条件下的高压釜中，却得到了单晶纳米管、纳米片和纳米棒。

纳米硅薄膜制备及HIT太阳能电池

在较高工作气压(332.5～399Pa)下,采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺制备了优质的本征纳米硅薄膜及掺磷的纳米硅薄膜,并采用X射线衍射(XRD)、拉曼散射(Raman) 测试技术对其进行了测试和分析.结果表明纳米硅薄膜的XRD谱中存在(111)、(220)和(331)峰位;Raman谱中显示出其薄膜中的晶粒的大小(2～5nm)符合纳米晶的要求.将制备的纳米硅薄膜初步用于栅极/ITO/n-nc-Si∶H/i-nc-Si∶H/p-c-Si/Al/Ag结构的异质结(HIT)太阳能电池,开路电压(Voc)达404mV,短路电流密度(Jsc)可达到34.2mA/cm2(AM1.5,100mW/cm~2,25℃).

原子氢辅助MBE生长的不同晶面GaAs表面形貌

研究了原子氢辅助分子束外延(MBE)中，原子氢对不同晶面GaAs外延层表面形貌特征的诱导作用。原子力显微镜(AFM)测试表明，在GaAs的(311)A和(331)A面，原子氢导致了台阶状形貌的形成。提出了一种简单模型，解释了台阶面形貌形成的物理机制。为最终有序低维纳米表面结构提供了一种实验参考。

用微结构改进InGaAlP量子阱发光二极管的出光强度

针对半导体发光二极管（LED）出光效率低下的问题，提出了一个LED顶部引入周期性微结构的新设想。根据这一设想，采用简单的微加工技术研制成功带有环形槽微结构的圆台形InGaAlP量子阱LED。结明表明，这种新型LED在竖直方向的出射光强比不带微结构的LED有明显增强。这一成功为改进发光二极管的出光效率提供了新的途径。

氢原子辅助MBE生长对GaAs外延面形貌的影响

该文研究了MBE通常生长条件和氢原子辅助生长条件下(100)、(331)、(210)、(311)等表面外延形貌的变化。

甲基对硫磷水解酶结构和功能的研究

本研究以本实验室分离的有机磷农药高效降解菌Pseudomonas sp．WBC-3为材料，通过X-射线晶体学研究确定了甲基对硫磷水解酶（MPH）的三维结构，并在结构基础上探讨了甲基对硫磷水解酶的结构与功能的关系。利用生物信息学手段对Pseudomonas sP.WBC-3中的甲基对硫磷水解酶基因进行分析，推测论H的结构基因的编码序列为398-1393 bp，蛋白大小为331个氨基酸，且具有一个由35个氨基酸组成的信号肤。同时发现，MPH是一个不同于具有相似生物学功能的有机磷水解酶（OPH）的蛋白质，而且在PDB库中尚无与MPH同源性较高的蛋白结构。晶体的生长依赖于高纯度的蛋白质的获得。在本研究中，我们采用阳离子交换树脂和凝胶过滤两步纯化获得了纯度达95％以上的MPH溶液，并采用等离子体质谱仪测定MPH为含锌的金属酶。采用悬滴蒸汽扩散法获得了PI和P43212两种晶型的晶体以及硒标记的MPH晶体。在获得单晶以后，最终利用尸43212晶型的晶体通过多波长反常散射法（MAD）解析了MPH的三维结构。MPH的晶体结构为同源二聚体，具有与OPH类似的二价金属离子组成的活性中心：其中一个单体含有两个锌离子，另一个单体含有一个锌离子和一个锅离子；每个单体的两个金属离子通过AsP 151、His 152、His 302、His 147、His 149、His 234和A印255与蛋白质相连，一个H2O分子桥连于两个金属离子，还有一个H2O分子只与一个金属离子配位。在MPH三维结构知识的基础上，利用分子生物学手段对MPH活性中心附近可能的底物结合氨基酸位点进行了研究。通过定点突变获得了针对Trp179，Phe 196和Phe 119三个位点的六个突变体W179F、W179A、F196W、F196A、FllgW和Fll9A，系统比较了突变体与野生酶的催化动力学特点。结果表明Trp 179，Phel％是MPH活性中心的底物结合部位的关键氨基酸。而Phe 119在与底物结合中的作用不明显。