SnO2表面卤化提高钙钛矿太阳能电池光伏性能

钙钛矿太阳能电池(PSCs)成为近几年来迅速发展的新型太阳能电池,其中将SnO₂纳米粒子层用作电子传输层(ETL)的钙钛矿太阳能电池器件得到了广泛的关注。SnO₂有着更低的制备温度,使其具备应用于柔性器件的潜力,但与钙钛矿层能级不匹配等问题限制着其发展。而在界面处加入钝化层,尤其是表面卤化的方法或可解决这一问题。本文综合研究了SnO₂表面卤化对钙钛矿太阳能电池光伏性能的影响,选用四丁基氯化铵(TBAC)、四丁基溴化铵(TBAB)和四丁基碘化铵(TBAI)三种钝化材料对SnO₂表面进行钝化处理,并对钝化材料溶液进行了浓度梯度研究。通过材料形貌、结构和光学性能表征以及电池器件性能测试分析等方法,证明了SnO₂表面卤化可提高钙钛矿层的质量和PSCs光伏性能,并从器件内部电荷传输动力学等角度解释了器件性能改善的原因。为进一步说明其性能改善的机理,采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法对材料表面性质进行了深入研究,从能量、结构、电荷密度、态密度、功函数等角度解释了表面卤化提高SnO₂/钙钛矿界面处电子传输特性的原因。实验和理论计算均表明TBAC对于SnO₂具有较好的钝化效果,并随着溶液浓度的提升钝化作用越明显。SnO₂表面卤化作用的深入研究不仅对提高电池器件性能具有实际意义,还能够帮助理解太阳能电池界面现象,为界面改性提供新的研究思路。     

锂硫电池正极用硫/介孔碳复合材料的制备及电化学性能

制备了以十二烷基硫酸钠(SDS)为模板的介孔碳,并将介孔碳和单质硫采用熔融渗透法复合制得硫/介孔碳复合材料。SEM、TEM和BET结果显示介孔碳成直径约为500 nm的大小均一的球体,存在孔径为2 nm的微孔;单质硫充分填充在介孔碳的微孔中。以硫/介孔碳复合物作为锂硫电池正极材料时显示出高的电化学性能。初始放电容量高达1519 mAh·g^-1,在200 mA·g^-1的电流密度下充放电200个循环后依然能保持在835 mAh·g^-1。硫/介孔碳复合材料的高倍率性能和优异的循环稳定性,源于介孔碳良好的导电性及其孔结构的固硫作用。     

静止水滴真空闪蒸模型及实验研究

本文建立了描述真空制取二元冰过程中静止水滴的传热传质模型,研究冰晶形成过程的结晶成核与生长现象及其影响因素。设计并建立了一种可视化的真空制冰系统,清晰地展示了静态水滴成核结冰时液态蒸发、伴随气泡生长的蒸发、稳态蒸发结冰、伴随气泡生长的结冰、外部结冰内部气泡逸出最终爆裂的五种形态;利用所设计的二元冰真空制备装置进行冰晶的生成实验研究,分析讨论各种因素对二元冰真空制备的影响,并通过实验对照比较来证明模型的可靠性。     

不同形貌镍纳米粒子-石墨烯复合材料的制备及微波吸收性能

采用原位化学还原方法制备出了两种不同形貌的镍纳米粒子-石墨烯(Ni-GNs)复合材料, 并研究了形貌对复合材料电磁吸收性能的影响. 制备过程中通过改变反应物的加入顺序, 制备出球形和刺球形镍纳米粒子-石墨烯复合材料. 利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和矢量网络分析仪(VNA)对复合材料的形貌、结构和微波吸收性能进行了表征. 结果表明: 刺球形镍纳米粒子-石墨烯复合材料相比于球形镍纳米粒子-石墨烯复合材料具有优异的电磁吸收性能, 其原因是由于复合材料中刺球形镍纳米粒子独特的各向同性天线形貌引起的尖端放电效应. 因此利用简单的原位化学还原制备不同形貌镍纳米粒子-石墨烯复合材料的方法可以作为其他复合材料制备的总体路线.     

基于一种改进Leslie人口预测模型的西安市人口预测与分析

考虑生育模式对人口发展的影响,建立一种改进的Leslie人口预测模型,并以西安市为例,探究不同生育模式下未来人口变化规律.通过分析人口预测结果,向当地政府在制定人口政策、应对人口问题等方面提出意见和建议.     

均匀共沉淀法制备钛酸钡-钡铁氧体核-壳结构粒子

用均匀共沉淀法制备了钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子, 研究了沉淀反应温度、尿素/金属离子摩尔比值(R)和BaTiO₃浓度对核-壳粒子形貌和结构的影响, 探讨了钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子在焙烧时的形成过程及其磁性能. 采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)分析仪对钛酸钡-钡铁氧体前驱物核-壳粒子及钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子的形貌和结构进行了表征, 采用振动样品磁强计(VSM)研究了钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子的磁性能. 结果表明: 当沉淀反应温度为100 °C, R为180, BaTiO₃浓度为2.5 g·L^-1时, 金属离子沉淀完全, 得到的钛酸钡-钡铁氧体前驱物核-壳粒子包覆层均匀、完整、光滑, 厚度约为10 nm. 过高的温度和R值都会导致大量独立颗粒杂质的生成; 随着BaTiO₃浓度的增大, 包覆层厚度有减小的趋势. 当焙烧温度为900 °C时, 壳层中开始形成BaFe₁₂O₁₉相, 其形成过程为晶态的α-Fe₂O₃和BaCO₃首先生成中间相BaFe₂O₄, 然后由BaFe₂O₄和α-Fe₂O₃反应得到最终的BaFe₁₂O₁₉. 当焙烧温度为1000 °C时, 壳层完全转化为BaFe₁₂O₁₉相. 随着焙烧温度从900 °C升高到1000 °C, 所得BaTiO₃-BaFe₁₂O₁₉核-壳粒子的饱和磁化强度从16.5 A·m²·kg^-1增加到39.5 A·m²·kg^-1, 矫顽力从340 kA·m^-1略微降低到316 kA·m^-1.     

SiO2纳米粒子对溶胶凝胶涂层性能的影响

在高强钢表面制备了防护性溶胶凝胶涂层,并研究了不同浓度二氧化硅纳米粒子的加入对于涂层形貌、耐蚀性和硬度的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDS)观察了涂层的微观结构和成分;采用显微硬度计测试了涂层的硬度;采用电化学方法研究了二氧化硅纳米粒子的浓度对于涂层耐蚀性能的影响;采用傅里叶红外光谱研究涂层的化学结构,进而探讨了二氧化硅纳米粒子对于涂层的强化机理。结果显示涂层加入二氧化硅纳米粒子的最佳浓度为500 mg.L-1,此条件下的涂层表面均匀致密,有较高的硬度并且在3.5%NaCl溶液中体现出较好的耐蚀作用。纳米粒子在溶胶中反应形成活性羟基基团并与硅烷发生反应生成空间网状结构,从而强化涂层。     

氧化铁纳米线阵列的溶胶-凝胶模板法制备与表征

0引言氧化铁在颜料、磁记录材料和催化剂等方面具有广泛的应用[1,2]。尤其是纳米氧化铁在纳米尺度具有良好的气敏特性[3]。纳米材料可以分为零维、一维、二维纳米材料,一维材料是纳米材料的重要组成部分,是纳米组装的基础。一维纳米材料的制备方法中氧化铝模板法占有极其重要的     

NiFe2O4/T-ZnOw复合材料的制备及电磁波吸收性能

采用铁氧体化学镀在四角氧化锌晶须(T-ZnOw)表面包覆NiFe2O4镀层,制备了NiFe2O4/T-ZnOw复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪对镀覆前后T-ZnOw的结构、形貌等进行了表征。利用矢量网络分析仪研究了NiFe2O4/T-ZnOw复合材料的电磁波吸收性能。结果表明,化学镀覆后,在T-ZnOw表面包覆了尖晶石型NiFe2O4镀层,生成了NiFe2O4/T-ZnOw复合材料,该材料为磁损耗型材料。化学镀覆过程中T-ZnOw的装载量会影响复合材料的介电常数和磁导率,当T-ZnOw装载量为0.2g时,所制备的复合材料具有最大的介电常数、磁导率、介电损耗和磁损耗,当吸收层厚度达到3 mm时,反射率在14 GHz处达到-11 dB。     

A3钢在氧化硫硫杆菌作用下的腐蚀行为

采用表面分析技术、失重法和电化学测试研究了A3钢在氧化硫硫杆菌(T.t)作用下的腐蚀行为. 扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明, 与无菌体系相比, 氧化硫硫杆菌会在A3钢表面形成致密的生物膜和腐蚀产物膜. 去除膜层后, 无菌体系中的试样出现点蚀, 氧化硫硫杆菌体系中试样呈现为均匀腐蚀. 浸泡三周后, 氧化硫硫杆菌体系中A3钢的腐蚀失重远小于无菌体系. 电化学交流阻抗谱(EIS)测试结果显示, 在浸泡10 d后, 氧化硫硫杆菌中的电极表面只存在两个时间常数, 这表明氧化硫硫杆菌会在试样表面形成致密且附着力非常强的产物膜层, 有效地阻碍了腐蚀介质对基体的侵蚀. 极化曲线结果表明, 浸泡20 d后, 氧化硫硫杆菌的存在使得金属具有较小的自腐蚀电流密度.