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低维钙钛矿:兼具高效率和稳定性的新型太阳能电池光吸收层候选材料 下载:89 浏览:467

陈皓然1 夏英东1 陈永华1 黄维1,2,3 《新材料》 2018年4期

摘要:
使用有机无机杂化钙钛矿材料作为光吸收层的钙钛矿太阳能电池自进入人们的视野以来,其制备工艺和器件结构不断得到优化,短短几年内效率取得了非常可观的增长。与此同时,这种基于三维钙钛矿材料的电池的缺点也越来越突出,尤其是材料的不稳定性,严重阻碍了其发展。低维钙钛矿材料具有有机胺层与无机层(金属卤化物钙钛矿晶体)之间相互交替的低维(层状)结构,其中被有机胺隔开的独立钙钛矿层中八面体的层数n越小,钙钛矿越接近二维结构。相比传统三维钙钛矿结构,低维钙钛矿材料应用于光伏器件具有两大优势:(1)耐湿性、光热稳定性大大增强;(2)可以通过改变n和插入的有机胺的种类来实现光学及电学性质的可调性。然而,低维钙钛矿具有较大的光学带隙,有机胺的引入降低了载流子迁移率,导致低维钙钛矿电池的效率明显低于三维钙钛矿电池。因此,近三年来除研究钙钛矿层数对材料性质和器件性能的影响外,研究者们主要从选择合适的有机胺和优化薄膜制备工艺方面不断尝试,并取得了丰硕的成果,在充分发挥低维钙钛矿稳定性优势的同时大幅提升了器件效率。目前,低维钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已由2014年的4.37%跃升至13.7%。在较高效率的低维钙钛矿太阳能电池中已取得成功应用的有机胺类包括苯乙胺(PEA)、正丁胺(n-BA)、异丁胺(iso-BA)、聚乙烯亚胺(PEI)等。其中PEA应用得最早;n-BA是运用在目前为止最高效的低维钙钛矿电池中的有机胺;而PEI插层形成的低维钙钛矿拥有相对更小的光学带隙和更高的耐湿性,但载流子的传输会受到更大的限制。低维钙钛矿薄膜的制备起初主要采用简单的一步旋涂法,但此法所得的低维钙钛矿平行于基底生长,器件效率很低。近两年的研究工作将基底预热、浸泡、反溶剂滴加等手段引入到钙钛矿旋涂工艺中,实现了低维钙钛矿优先垂直基底生长,为突破低效率瓶颈提供了可能。此外,以三维钙钛矿为基础,以有机胺为添加剂,制得的二维和三维混合的钙钛矿结构,也可以实现器件效率和稳定性的双提升。本文归纳了低维钙钛矿光伏器件的研究进展,分别对低维钙钛矿的分子结构、插入的有机胺的选择、钙钛矿薄膜的制备方法等进行介绍,分析了低维钙钛矿太阳能电池面临的问题并展望其前景,以期为制备稳定和环境友好的新型钙钛矿太阳能电池提供参考。

柔性印刷电子技术解析及发展趋势 下载:55 浏览:311

崔铮1 王展2 《电路系统研究》 2019年12期

摘要:
印刷制造的电子系统在形态上和性能上都不同于传统电子技术。最典型的例子是,印刷的晶体管不同于传统集成电路芯片中的硅基晶体管,印刷制备的柔性电路不同传统的PCB。因此,传统电子系统的设计方法不再适用,传统的系统集成技术也需要改变。分析印刷电子定义,起源与发展历程,阐述印刷电子技术涵盖领域。由于印刷电子本身的大面积、柔性化与低成本特点,所创造的电子产品具备了传统电子系统所没有的新形态、新特征。

钙钛矿太阳能电池发展现状及展望 下载:83 浏览:431

郑睿明 刘晓霖 林佳 《能源学报》 2018年6期

摘要:
基于有机-无机杂化钙钛矿材料的钙钛矿太阳能电池因其高光吸收系数、长载流子寿命以及制造工艺简易等优点受到了广泛的关注。目前钙钛矿太阳能电池的最高光电转换效率已经达到了22.1%,其发展速度令人惊讶。文中主要对钙钛矿材料的结构、光电性质、制备等做了系统性的总结,详细说明了钙钛矿太阳能电池的工作原理及其几种典型结构,同时总结了钙钛矿太阳能电池领域近期的重要成果,并对钙钛矿太阳能电池未来的发展趋势做了展望。

首钢股份高钛氧化球团生产实践 下载:62 浏览:245

刘长江 高培程 王刚 贾国利 《矿山工程与技术》 2020年4期

摘要:
以配加4%与25%承德高钛粉为原料,对现有氧化球团产线生产含钛球团矿实践参数进行了探索。本次工业试验是对2017.6试验的进一步探索,寻找成品球TiO2含量与杂质混入量的平衡点,兼顾效益与效率。

核电厂凝汽器管束模块内流动及换热特性数值分析 下载:54 浏览:407

李国栋1 王涛1 周建2 郭兴刚2 刘国栋3 《核工业与技术》 2020年11期

摘要:
针对国内某核电厂凝汽器钛管变形问题,采用多相流动CFD方法开展凝汽器内部管束模块不同工况下的流动和换热特性分析,采用有限元分析局部钛管受力情况。研究结果表明,凝汽器在冬季临停工况下,空冷区将结冰;机组启动时,在凝汽器内部流场力及重力作用下冰体运动而损伤钛管,造成凝汽器空冷区周边钛管大规模变形。

陕西紫阳某地钒钛磁铁矿工艺矿物学研究 下载:69 浏览:417

刘岩1 李青翠2 王洋1 《矿山工程与技术》 2018年9期

摘要:
陕西紫阳某地钒钛磁铁矿为辉长岩型的星散浸染状钛磁铁矿矿石类型,根据其特点运用多种检测方法对矿石的化学成分、矿物组成、主要矿物粒度及嵌布特征、矿石的结构等进行了一系列的研究工作,为该矿的综合利用开发提供理论依据。

表面活性剂PAA对羟基磷灰石微粒分散性的调控及机理研究 下载:32 浏览:336

刘海1 林栎阳2 孙青竹3 蒋海兵3 《化学研究前沿》 2020年4期

摘要:
羟基磷灰石(hydroxyapatite,HAP)因其具有优良的生物相容性和生物活性而被广泛应用于临床。但由于制备过程中不可避免的团聚,严重影响其性能。本文首次借助阴离子表面活性剂聚丙烯酸(PAA),通过控制PAA的含量成功制备具有不同颗粒尺寸的HAP粉末样品,进而调控其分散性;同时借助多种表征技术包括扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)及粒径分析仪等等,获取HAP样品微观形貌及粒径尺寸,深入探究表面活性剂PAA对HAP微粒分散性的影响机制。

激光焊接Ti40阻燃钛合金工艺研究 下载:44 浏览:519

梁仁瑜1 苏倩1 刘丰刚1 陈继明2 黄春平1 《航空航天学报》 2020年12期

摘要:
针对航空航天领域"钛火"防护问题开展了激光焊接Ti40阻燃钛合金工艺研究,试验获得了Ti40合金焊接的最佳工艺参数,并分析了此参数下激光焊接接头的显微组织。研究结果表明:最佳的激光焊接工艺参数为:功率P=1800W,速度V=1.1m/min,离焦量Δf=+1mm,氩气流量为10L/min。当焊接功率低于1.8kW时,容易出现未焊透的情况,而在相同的焊接功率下,焊接速度越慢,焊接质量越差。激光焊接Ti40阻燃合金接头的微观组织主要为β柱状晶,从融合线位置开始生长,整体朝向焊缝中心的顶部聚拢;其顶部的组织为β柱状晶,底部的组织则是β柱状晶和等轴晶,底部的晶粒尺寸普遍小于顶部。

基于abaqus仿真的钛合金切削稳定性分析 下载:62 浏览:406

李飞1 骆骏德1 李楠2 《航空航天学报》 2020年10期

摘要:
钛合金材料广泛应用于航天航空领域,其难切削加工的特性一直制约其广泛应用,而超高速切削加工技术对钛合金加工有明显优势。本文通过有限元软件abaqus仿真钛合金材料TI6AL4V的高速切削过程,并进行分析,通过不同速度下的热流向向量、温度分量、力分析,得出刀具振动跟切削速度有关,并通过试验进行验证。

锆英粉体制备及级配实验研究 下载:17 浏览:420

秦学政1 邱占疆1 秦学红1 苑少强2 杨跃辉2 《航空航天学报》 2019年8期

摘要:
利用光学显微技术、激光粒度分析仪等实验手段,对雷蒙磨加工的锆英砂粉体进行了粒度分析和形貌观察,同时,对捨英砂和粉体进行了不同比例的级配实验。结果表明:锆英砂呈鹅卵石形状,粒度曲线为正态分布;锆英粉为不规则形状,粒度分布曲线近似正态分布。当65%锆英砂+35%锆英粉的比例级配时,所得粉体密度最大。

车刀片在加工钛合金邻域的改进 下载:84 浏览:274

王丹1 何健2 王成龙1 《航空航天学报》 2019年6期

摘要:
钛合金是20世纪发展起来的一种重要的结构金属,钛合金具有强度高、耐腐蚀性好、耐高温的特点。被广泛应于航空航天、远洋深海类中军事领域。本文针对钛合金的合理加工做出刀片的选择方案。

某选钛企业钛精矿干燥烟气异味问题调查和分析 下载:64 浏览:474

张乔 《环境科学研究》 2018年7期

摘要:
对被调查企业钛精矿干燥系统喷淋塔进、出口的烟气进行监测分析,了解钛精矿干燥系统外排烟气异味的来源及排放情况,为进一步的深度治理提供科学依据。调查发现钛精矿干燥系统出口检测到的污染物质为二氧化硫、氮氧化物、硫化氢、苯乙烯,各类污染物质均未超过排放标准限值要求,现有的布袋除尘+碱液洗涤(水浴)烟气处理模式基本满足要求,但仍需进一步优化、改进。

超细晶纯钛疲劳裂纹的扩展行为 下载:64 浏览:466

刘晓燕 柳奎君 杨西荣 王敬忠 罗雷 《材料科学研究》 2020年8期

摘要:
对纯钛进行2道次室温等径弯曲通道变形(ECAP)、等径弯曲通道变形加旋锻复合变形(ECAP+RS)并在旋锻后在300℃和400℃退火1 h,制备出4种具有不同组织的超细晶纯钛。对这4种超细晶纯钛进行疲劳裂纹扩展实验并观察分析超细晶纯钛的显微组织和疲劳断口的形貌,研究了裂纹的扩展行为。结果表明:显微组织对超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展门槛值和近门槛区有显著的影响;超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展门槛值随着塑性变形量的增大而增大,随着旋锻后退火温度的提高而降低;疲劳裂纹扩展速率曲线因超细晶纯钛晶粒尺寸和强度的影响出现转折,转折前ECAP+RS复合变形纯钛的抗疲劳裂纹扩展能力比ECAP变形强,且随着退火温度的提高而降低;转折后4种超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展速率相差较小,呈现出相反的结果。疲劳裂纹扩展寿命中转折前近门槛区裂纹扩展寿命占绝大部分,因而转折前的门槛值与近门槛区的扩展速率对抗裂纹扩展能力更为重要。

固溶温度对亚稳β钛合金Ti-4Mo-6Cr-3Al-2Sn的组织和拉伸性能的影响 下载:78 浏览:469

王鹏宇1 张浩宇1 张志鹏1 孙杰2 谢广明2 程军3 陈立佳1 《材料科学研究》 2020年7期

摘要:
对自主设计的新型亚稳β钛合金Ti-4Mo-6Cr-3Al-2Sn(%,质量分数)在不同温度进行固溶和固溶时效处理,观察其显微组织和测试室温拉伸性能。结果表明:随着固溶温度的提高固溶态组织中的初生α相减少,当固溶温度高于相变点后初生α相完全消失,几乎全部为明显长大的粗大β晶粒。固溶温度为900℃的固溶态合金具有良好的强度和塑性匹配,屈服强度为898.7 MPa、抗拉强度为962.5 MPa、断裂伸长率为12.7%。在不同温度固溶处理的时效态合金,均析出了细小的次生α相。固溶温度低于相变点时,在初生α相间析出的细小次生α相呈60°或者平行交错排列;固溶温度高于相变点时初生α相几乎完全消失,随着固溶温度的提高析出的次生α相片层间距变大并粗化。在所有固溶温度下,时效态组织中沿原始β晶界处均析出了连续的晶界α相,合金的塑性均较差。经过750℃/0.5 h固溶和500℃/4 h时效的合金具有良好的强度和塑性匹配,其抗拉强度为1282 MPa,屈服强度为1210.6 MPa,断裂伸长率为5.3%。

芳纶浆粕和纳米钛酸钠晶须在汽车摩擦材料中的协同效应 下载:86 浏览:486

郭客1,2 张志强1 宋仁伯3 许洁3 于浩男3 《材料科学研究》 2020年5期

摘要:
以包括酚醛树脂、芳纶浆粕、纳米钛酸钠晶须、氧化铝、重晶石和二硫化钼的简化配方为基础制备一种摩擦材料,研究芳纶浆粕和纳米钛酸钠晶须的含量对摩擦材料的物理力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着芳纶浆粕含量的提高摩擦材料试样的布氏硬度呈现提高的趋势;当芳纶浆粕与钛酸钠晶须的比例为3:1时,材料的冲击强度达到最大值0.392 J/cm2,两种增强纤维的均匀混合为摩擦过程中产生高内聚强度的摩擦膜提供了基础,且这个比例产生最佳的协同效应,摩擦系数稳定在0.38~0.45,磨损率为5%。

钛增强Cu40Zn黄铜合金的粉末冶金制备及其力学性能 下载:85 浏览:500

马晨 张鑫 潘登 郑飞洋 李树丰 《材料科学研究》 2020年3期

摘要:
采用粉末冶金法将合金元素Ti加到Cu40Zn基体中制备钛黄铜,研究了Ti的添加量对黄铜微观组织、界面结构、相组成以及力学性能的影响。结果表明:Ti在基体中固溶析出并与Cu40Zn反应生成了亚微米级的Cu2Ti4O颗粒和Ti纳米团簇,随着Ti含量的提高钛黄铜的屈服强度、抗拉强度和硬度呈提高的趋势。增大位错运动阻力产生的第二相强化、钉扎产生的细晶强化以及加工硬化,使Cu40Zn的力学性能提高。综合性能良好的Cu40Zn-1.9Ti,其屈服强度、抗拉强度、延伸率和硬度分别达到375 MPa、602 MPa、17.7%和163HV。

终轧温度对Ti-V-Mo复合微合金钢组织演变和硬度的影响 下载:53 浏览:391

张可1 赵时雨1 隋凤利1 李昭东2 叶晓瑜3 孙新军2 黄贞益1 雍岐龙2 《材料科学研究》 2019年12期

摘要:
采用Gleeble3800热模拟试验机、OM、EBSD、TEM及Vickers硬度计等研究终轧温度对Ti-V-Mo复合微合金钢的组织转变、析出相和硬度的影响,并阐明了组织演变和硬度变化的原因。结果表明,不同终轧温度的Ti-V-Mo钢其组织均为多边形铁素体;随着终轧温度由1000℃降低到800℃,Ti-V-Mo钢的硬度由400HV提高到427HV;铁素体晶粒的平均尺寸由3.44μm减小到3.05μm;(Ti, V, Mo)C粒子的析出数量增加,其平均尺寸由8.38 nm减小到6.25 nm。随着终轧温度的降低,铁素体平均晶粒尺寸的减小和纳米级(Ti, V, Mo)C粒子的增多及细化是硬度增大的主要因素。在980℃以下,降低终轧温度(Ti, V, Mo)C在奥氏体中的形核率不断减小,使得其在铁素体中析出的10 nm以下的(Ti, V, Mo)C粒子不断增多,促进了硬度的提高。

锻态TB6钛合金β相区压缩变形行为和动态再结晶 下载:55 浏览:396

欧阳德 来崔霞 鲁世强 徐勇 《材料科学研究》 2019年11期

摘要:
使用圆柱形试样在Thermecmaster-Z型热模拟试验机上进行锻态TB6钛合金β相区的热压缩实验(变形温度950~1100℃,应变速率0.001~1 s-1),研究了合金的高温压缩变形和动态再结晶行为。结果表明,这种合金在β相区的变形激活能为246.7 kJ/mol,其热变形机制是动态再结晶,动态再结晶新晶粒的主要形核机制是弓弯形核。当应变速率为0.01~0.1 s-1、变形温度为<1000℃时动态再结晶的发展比较充分,变形组织明显细化;当变形温度高于1000℃、应变速率低于0.001 s-1时,动态再结晶的晶粒明显粗化。在动态再结晶的晶粒尺寸D与Z参数之间存在着相关性,其函数关系为D=6.44×102·Z-0.1628。

3D打印医用钛合金的抗菌性能和体外生物相容性 下载:62 浏览:425

李改明1,2,3,4 刘思雨1,2,3,4 战德松1,2,3,4 刘蕊5 任玲5 杨柯5 王敬人1,2,3,4 王强1,2,3,4 《材料科学研究》 2019年10期

摘要:
应用选择性激光熔融技术(SLM)制备出3D打印医用钛合金Ti-6Al-4V和Ti-6Al-4V-5Cu,用平板共培养法研究测定其抗菌性能,用CCK8细胞增殖测定法、鬼笔环肽细胞骨架染色法和Annexin-V/PI流式细胞术研究了这种合金的抗菌性能和对小鼠胚胎成骨前体细胞(MC3T3-E1)的体外生物相容性影响。结果表明,3D打印Ti-6Al-4V-5Cu合金具有较高的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌的抗菌率达到(57.03±1.55)%。在CCK8细胞增殖毒性测定、细胞骨架鬼笔环肽染色实验和Annexin-V/PI双标记法流式分析三种研究中Ti-6Al-4V-5Cu表现的优越,具有更好的体外生物相容性。

二维钙钛矿光电材料的光学性质 下载:48 浏览:412

张云雁 《光电子进展》 2019年2期

摘要:
相同的晶体结构导致二维和三维钙钛矿具有不同的光学性质。相对于三维钙钛矿材料,在同等条件下,二维钙钛矿稳定性显著提高。实验发现,可通过将剥离晶体的二维钙钛矿无机层中八面体[MX6]4-层数(n)从5减小到1,使能隙从1.85eV单调增加到2.42eV,且二维有机无机杂化钙钛矿的瞬态光调制光谱可用来测量Rashba分裂。最后讨论了二维钙钛矿将来可能的研究方向。
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