溶液液滴蒸发变干的环状沉积

液体蒸发驱动的颗粒自组装现象在许多的工业技术中有重要应用. 本文利用显微镜观测含有颗粒物质的液滴变干后留在固体表面的颗粒形成的环状沉积图案. 采用微米粒径的SiO₂小球水溶液液滴蒸发变干模拟咖啡环的形成过程, 结果发现液滴蒸发过程中接触线的钉扎是环状沉积的必要条件. 在液滴蒸发过程中颗粒随着补偿流不断的向液滴边缘移动, 聚集在接触线处形成环. 液滴蒸发变干后残留在液滴内部的颗粒数随颗粒质量分数的增加而增加, 可以达到单层的颗粒排列. 而玻璃衬底上的颗粒环在颗粒质量分数很小时, 形成单层排列, 且一排一排地生长. 蒸发过程中颗粒环由于液滴边缘的尺寸限制向液滴中心缓慢移动. 这会导致液滴中不同大小颗粒的分离. 关键词： 液滴 接触线 蒸发 颗粒     

受限钠盐水溶液孔外结晶现象

多孔材料内含盐水溶液中离子的析出结晶是造成多孔结构破坏的重要因素, 因此在建筑保护和地貌学研究中受到了极大关注. 现有研究主要集中于微孔介质中盐的孔内结晶行为. 本文对比研究了限制于纳孔硅胶颗粒孔隙内的NaCl, NaNO₃, Na₂SO₄三种盐溶液在蒸发过程中盐的孔外结晶行为. 利用扫描电子显微镜对所形成晶体的形貌进行了表征. 实验结果表明: 1) 随孔径从2 nm增加至15 nm, NaCl和NaNO₃在硅胶颗粒表面的结晶由晶粒转变为晶须形态, 而Na₂SO₄则由晶须转变为晶粒形态; 2) NaCl和NaNO₃晶须的生长主要沿垂直于颗粒表面的方向, 而Na₂SO₄晶须则在硅胶颗粒表面斜向生长, 后一种生长方式对硅胶颗粒产生横向的应力, 从而对孔结构具有更强的破坏作用; 3) NaNO₃的细长晶须所具有的分支和珠链结构表明其在结晶过程中发生了Plateau-Rayleigh失稳.     

迈向效率大于30%的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池技术的研究进展

双结叠层太阳能电池由两个具有不同带隙吸收体的电池组成,通过差异化吸收更宽范围波长的太阳光,降低光子热化损失,已展现出打破单结太阳能电池Shockley-Queisser极限效率的巨大优势.获益于钙钛矿电池带隙可调和制备成本低的优点以及晶硅电池产业化的优势,钙钛矿/晶硅叠层太阳电池成为光伏领域的研究热点.本文系统的梳理了钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的最新研究进展,重点从钙钛矿顶电池、中间互联层和晶硅底电池的结构出发,总结出高效叠层器件在光学和电学方面的设计原则.本文还详细地分析了限制钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池继续提效的关键因素及解决措施,这对于钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的产业化之路是非常重要的.最后,对下一代更高效率的低成本叠层太阳能电池进行了展望.我们认为随着对光伏器件效率要求越来越高,基于钙钛矿/晶硅叠层结构的三结电池将会成为下一代低成本高效电池的研究热点.