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钒氧化物薄膜的铁掺杂效应增强电致变色开关性能
摘要： 在本研究中，我们采用溶胶-凝胶旋涂法制备了具有优异电致变色（EC）性能的铁掺杂V2O5薄膜。为确定铁掺杂对V2O5薄膜电致变色性能的最佳优化效果，我们将铁原子百分比分别调整为0.0、0.5、1.0和1.5 at%。受铁掺杂影响，所得薄膜中形成了氧空位。结果表明，当最佳铁原子百分比为1.0 at%时，该薄膜展现出更快的切换速度（漂白速度3.7秒，着色速度2.0秒）及更高的着色效率值（47.3 cm2/C），优于其他薄膜。这归因于其导电性和Li+扩散系数的提升，从而有效促进电致变色反应活性并缩小着色态光学带隙以提高透射率调制能力。因此，这种独特薄膜有望成为提升电致变色器件性能的优质材料。
关键词： 薄膜、光学性能、过渡金属氧化物、电学性能、电致变色性能
更新于2025-09-23 15:23:52
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用碱金属原子对过渡金属氧化物FeO、CoO和NiO进行功能化处理，可使其电离能降低3-5电子伏特。
摘要： 采用密度泛函理论（B3LYP）和6-311+G(d)基组预测了MON与MON2型（M=Fe、Co、Ni；N=Li、Na）中性金属氧化物及其对应阳离子MON+和MON2+的存在性与稳定性。基于CCSD(T)/6-311+G(3df)水平的从头算计算表明：当氧化物MO通过引入N功能化形成MON或MON2时，其电离能(IP)约降低3-5电子伏特。文中展示并讨论了氧化物或阳离子的化学构成及过渡金属原子局域自旋磁矩对其电离能的影响。
关键词： 过渡金属氧化物，强还原剂，混合氧化物，超碱金属
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于PEDOT:PSS/V2O5复合纤维的超级电容器电化学性能
摘要： 与单一材料相比，二元导电聚合物（CP）/过渡金属氧化物（TMOs）纤维基超级电容器（FSCs）因TMOs能在一定程度上防止充放电循环中CP的结构损伤，被认为具有更优的电化学性能和循环稳定性。本研究通过直接注入溶液至毛细管制备了CP/TMOs复合纤维。其中聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐/30 wt%五氧化二钒（PEDOT:PSS/30 wt% V2O5）纤维基电极展现出优异的电化学性能与循环稳定性（在0.1 mA/cm2电流密度下循环4000次后容量保持率达94.02%）。该PEDOT:PSS/30 wt% V2O5纤维在凝胶电解质中的能量密度为1.37 μWh/cm2（功率密度20 μW/cm2），虽显著低于有机电解质体系（162.5 μW/cm2功率密度下达21.46 μWh/cm2），但本工作开发的方法为复合FSCs提供了良好电化学性能并推动了其规模化制备。
关键词： 过渡金属氧化物、超级电容器、导电聚合物、电化学性能、混合纤维
更新于2025-09-23 15:23:52
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过渡金属氧化物掺杂（Cr、Co、V）对TiO2在可见光下降解刚果红的光催化活性影响
摘要： 对Cr、Co或V掺杂TiO?进行了对比研究。光催化剂采用溶胶-凝胶法合成。结果表明：Cr、Co和V掺杂剂分别在1%、4%和2%的掺杂量下引发了TiO?从锐钛矿相到金红石相的转变。此外，掺杂剂的引入使TiO?的吸收波长延伸至可见光区，从而成为可见光驱动的光催化剂。掺杂过渡金属在TiO?表面呈现不同氧化态。所制备的光催化剂用于刚果红的光降解测试，其中Cr掺杂TiO?（3%）因含有45%金红石相、降低的2.30 eV带隙能以及形成的Cr??（作为电子捕获剂延缓空穴-电子复合），表现出最佳光催化性能。
关键词： 光降解、刚果红、过渡金属氧化物、二氧化钛
更新于2025-09-23 15:22:29
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电致变色：电化学中一个引人入胜的分支领域
摘要： 本讲座关于电致变色及电致变色器件，首先对该领域进行简要介绍。随后概述不同类别的电致变色材料，每类均通过典型实例说明。第三部分阐述评估电致变色化合物与器件的基本参数。接着讨论各类电致变色器件或元件，同样辅以实例说明。最后两部分主题分别为电致变色技术的制造考量与实际应用案例。
关键词： 电致变色器件、过渡金属氧化物、电致变色现象、导电聚合物、智能窗
更新于2025-09-23 15:21:21
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具有钝化过渡金属氧化物载流子选择性接触的c-Si异质结太阳能电池性能分析
摘要： 研究将过渡金属氧化物（TMOs）作为钝化载流子选择性接触层应用于硅异质结太阳能电池。详细探究了以MoOx作为空穴选择性层、TiOx作为电子选择性层的方案，旨在设计无需特定表面钝化层的高效硅异质结太阳能电池。通过光学模拟评估了MoOx空穴选择性层的厚度与光学透过率，深入研究了TMOs的功函数及其钝化质量对硅异质结太阳能电池最大转换效率的影响。为增强c-Si的光吸收，还引入了微纳米柱结构。研究发现TMO/硅异质接触处的势垒高度对电池整体性能提升具有关键作用。这种无需掺杂和独立钝化层的优化电池设计可实现约22%的功率转换效率。本研究成果为在更低温度、无杂质掺杂条件下获得简化异质结太阳能电池开辟了潜在路径与机遇。
关键词： 表面复合速度，载流子选择性接触层，过渡金属氧化物，c-Si异质结太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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单晶α-MoO3层在层状材料生长模板上的范德华外延生长
摘要： 通过简单地在环境条件下蒸发非晶氧化钼薄膜，单层和多层α-MoO3纳米片成功生长于二维衬底上。尽管存在较大晶格失配，单晶α-MoO3纳米片（无晶界）仍能外延生长于多种二维衬底。生长过程中，准稳态单层α-MoO3首先覆盖二维衬底，随后额外层持续堆叠生长于首层之上。随着厚度减小，α-MoO3带隙从2.9 eV增大至3.2 eV。此外，由于氧空位和表面吸附物作用，合成的α-MoO3呈现高度n型掺杂且功函数较小。因此α-MoO3场效应晶体管(FET)展现出典型n型导电特性。该工作揭示了超薄α-MoO3在二维材料电子器件中的巨大潜力。
关键词： 功函数、范德华外延、能带结构、空位、过渡金属氧化物、稳定性、二维材料、晶格失配、晶体管、异质结构
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用X射线光电子能谱对清洁SrTiO?(100)衬底进行表面表征
摘要： 作者通过分析SrTiO3(100)（STO）衬底的X射线光电子能谱，阐明了溅射-退火工艺诱导的电子结构特征。研究测量了原始STO、经溅射和退火处理STO的广谱、价带谱以及相关核心能级谱（包括Sr 3s、Sr 3p、Sr 3d、Sr 4s、Sr 4p、Ti 2p、Ti 3s、Ti 3p、O 1s、O 2s及其伴峰结构）。谱图对比显示，溅射退火后STO的Ti 2p谱中出现新特征峰，对应Ti3+态和费米能级附近的间隙态。Ti3+态的存在表明，氩离子溅射结合真空退火在STO表面形成了二维电子系统。此外，与原始衬底相比，溅射退火表面仅存在轻微碳污染。
关键词： XPS（X射线光电子能谱）、过渡金属氧化物、溅射、二维电子气、钛酸锶、芯能级、单晶
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用功能性窗口NiO薄膜层提升CIGS薄膜太阳能电池性能
摘要： 由于具有高吸收系数、带隙梯度、柔性和高转换效率，Cu(In1-χGaχ)Se2（CIGS）薄膜被视为太阳能电池应用中的有前途材料。特别是，带隙梯度作为背表面场效应以减少载流子复合已被广泛研究。最近，通过应用过渡金属氧化物（TMO）来增加功率转换效率（PCE）的前表面场也得到了研究。其中，NiO因其宽的带隙（约3.7 eV）、稳定的立方结构、低电子亲和能（1.33~1.85 eV）和p型特性而成为一种杰出的TMO层。因此，NiO层作为有效的电子阻挡屏障以抑制载流子复合，在CIGS太阳能电池中的应用已得到研究。尽管关于NiO的多功能特性已有大量研究，但将其应用于CIGS太阳能电池的研究却很少。在本研究中，我们引入了在CIGS太阳能电池上沉积NiO层以提高PCE的应用。使用电子束蒸发系统在室温下在CIGS太阳能电池上沉积了20 nm的NiO层。我们研究了p-NiO层对CIGS太阳能电池的影响，比较了效率和暗J-V曲线。这些结果与载流子寿命的时间分辨光致发光测量结果高度一致。带有p-NiO层的器件的PCE测量为16.35%，而没有p-NiO层的器件的PCE测量为15.81%。在应用p-NiO层后，我们获得了0.54%的PCE提升。
关键词： 铜铟镓硒，过渡金属氧化物，太阳能电池，氧化镍，薄膜，功能层
更新于2025-09-23 15:19:57
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低成本太阳能电池在氧化铜/四氧化三钴界面结构与氧化石墨烯集成下的反应活性提升
摘要： 开发具有高性能、低成本且环境友好的对电极（CEs）是染料敏化太阳能电池（DSSCs）实现商业应用的核心。本研究首次通过将自组装的CuO/Co3O4纳米球封装于氧化石墨烯（GO）中，制备出多孔界面CuO/Co3O4@GO（CCO@GO）杂化材料并用作对电极。进一步测试证实，优化后的CCO@GO杂化材料不仅提供了更高的比表面积（86.7 m2·g?1）和更多暴露的催化位点，还将DSSC的功率转换效率（PCE=8.34%）显著提升——该数值高于Co3O4基对电极（2.66%）和商用Pt对电极（7.85%）。结果表明，界面型CuO/Co3O4@GO杂化材料通过协同作用加速了I3?/I?氧化还原对的扩散与电子传输，从而促进反应动力学。本工作为探索经济高效的无铂DSSC对电极提供了重要途径，同时对其他能源相关领域的进一步发展也具有推动意义。
关键词： 染料敏化太阳能电池、界面结构、过渡金属氧化物、CuO/Co3O4@GO、对电极
更新于2025-09-23 15:19:57