Solar cell performance improvement via photoluminescence conversion of Si nanoparticles

Photoluminescence (PL) conversion of Si nanoparticles by absorbing ultraviolet (UV) lights and emitting visible ones has been used to improve the efficiency of crystalline Si solar cells. Si nanoparticle thin films are prepared by pulverizing porous Si in ethanol and then mixing the suspension with a SiO2 sol-gel (SOG).This SOG is spin-deposited onto the surface of the Si solar cells and dries in air. The short-circuit current as a function of Si nanoparticle concentration is investigated under UV illumination. The maximal increase is found at a Si concentration of 0.1 mg/mL. At such concentration and under the irradiation of an AM0 solar simulator, the photoelectric conversion efficiency of the crystalline Si solar cell is relatively increased by 2.16% because of the PL conversion.     

Generation of Schrodinger cat state of a single trapped cold ion

The fidelity of the generated Schrdinger Cat state(SCS) of a single trapped ion in the Lamb-Dicke approximation is discussed.The results show that the fidelity significantly decreases with the values of Lamb-Dicke parameter η and coherent state amplitude α increasing.For η = 0.20 and α = 3,the typical values of experimental parameters,the fidelity is rather low(30%).A scheme for generating the SCS is proposed without making the Lamb-Dike approximation in laser-ion interaction,and the fidelity of the generated SCS is about 99% for the typical values of experimental Lamb-Dicke parameters.     

近红外光谱分析的实木板材节子形态反演

节子影响着实木板材力学性能,如何准确刻画出节子在实木板材内部的形态,进而计算出实木板材力学性能是一个具有应用价值的科学问题。目前,基于机器视觉的缺陷检测方法实现了实木板材表面缺陷检测与识别,超声波检测方法可以判断出实木板材中缺陷的存在,X-ray虽然可以全面的掌握实木信息,但其检测成本较高。近红外光谱分析具有结构丰富,测试方便、无损快速的特点,但是,光谱中存在的冗余与非线性信息影响建模精准度,提出一种基于Isomap和小波神经网络融合的节子倾角辨识方法,利用Isomap完成光谱信息非线性降维,运用小波神经网络建立节子边缘的物质成分与倾角间的非线性关联,通过边缘多点倾角反演出节子在实木板材内部的形态。首先,采用Pablo提出的节子斜圆锥模型,并结合图像处理提取实木板材表面的节子缺陷区域,计算出相应中心位置;提取节子边缘的多点位置,采集光谱信息并完成基线漂移和去噪处理;然后,利用K-S划分校正样本集,运用主成分与马氏距离结合剔除异常光谱;接着,运用Isomap方法设定降维数和邻近数,通过PLS完成不同光谱维度的快速建模,进而迭代出理想光谱特征;最后,应用具有局部信息优化能力的小波神经网络建立节子边缘光谱与该点倾角间的非线性关系,构建出1个12输入、1输出的网络模型,并运用梯度修正网络参数;将节子倾角预测结果输入Solidworks软件完成节子椎体形态的三维呈现。实验采用落叶松实木板材作为对象,选取并采集了40个节子的160组光谱数据,通过测量上、下表面节子的相对空间位置,计算出边缘点倾斜角数值并进行建模分析,实验结果表明：采用S-G平滑与一阶导数进行光谱预处理,得到的光谱轮廓更清晰、吸收峰更明显;采用Isomap特征降维方法,选取非线性降维数d=12、近邻数k=19时,SECV最小,可以消除光谱信息的冗余数据;采用小波神经网络建立的节子倾角非线性模型,其预测相关系数为0.88,预测标准差为7.65,相对分析误差为2.14;可以实现节子在实木板材内部的形态反演,可以为力学性能预测提供定量化分析手段。     

红外压缩图像的质量评价研究

红外图像作为一种特殊图像,为了更好地传输和存储,有时候必须进行压缩。传统的均方误差(MSE)图像质量客观评价方法,有时其评价结果与人们的主观视觉不一致。为此提出了一种建立在人眼视觉模型(HVS)基础之上的边缘均方误差评价方法,它能更有效地反映出图像压缩失真在视觉上的感知。采用快速傅里叶变换、离散余弦变换、哈尔变换、小波变换、哈达马变换等算法,可对编解码后的图像效果进行评价,证实了基于人眼视觉特性的误差统计方法在对压缩图像进行像质评价时是比较令人满意的。     

高压下岩盐矿和单斜结构AgCl的电子行为

 利用基于密度泛函理论的赝势平面波方法，计算了AgCl在高压下的结构行为和电子性质，交换关联函数采用广义梯度近似（GGA）。通过比较焓随压力的变化关系，从理论上确定了AgCl从岩盐矿结构相变到单斜结构的转变压强。预测了这两种结构在布里渊区中的价带顶和导带底的位置，结果表明：盐岩矿和单斜结构的AgCl都是具有间接带隙的半导体。还计算了这两种结构的带隙和电子态密度随压强的变化情况，发现在这两种结构相变之前都不会发生金属化转变。电荷转移研究发现，随着压强的增加，Ag原子和Cl原子之间成键的共价性增强，离子性减弱。     

环糊精衍生物对野黄芩素的增溶作用

采用相溶解度法考察了25℃时羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)、乙二胺-β-环糊精(en-β-CD)、二乙烯三胺-β-环糊精(dien-β-CD)对野黄芩素的增溶作用,得到野黄芩素在环糊精及其衍生物中的相溶解度曲线均为AL型,说明其与环糊精的包合比为1:1。结果表明3种环糊精主体化合物对野黄芩素的增溶作用大小为:en-β-CD>dien-β-CD>HP-β-CD。     

发光硫纳米点的合成、光学性质与应用研究进展

硫纳米点(Sulfur nanodots,简称S-dots)具有无毒、原料来源丰富、易于溶液加工等优点,是一种新兴发光纳米材料。与广泛研究的Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点、钙钛矿量子点以及碳点相比,S-dots的合成、光学性质及其应用研究尚处于初级阶段,详细总结S-dots研究的相关进展将极大地推动该材料的基础研究与应用发展。本文综述了S-dots的合成、光学性质表征及其在分析传感、生物成像以及光电器件等领域的应用研究进展,并对S-dots发展方向与前景进行了展望,希望能为该领域研究人员提供参考。     

基于镜像电荷法探测液氦表面电子的自旋态

文献[Phys.Rev.A,2006,74:052338]的理论研究表明液氦上电子自旋具有长达100秒的相干时间,因此在实施量子信息处理方面具有很大的应用前景.然而,这一理论还未得到实验的证实.液氦上电子的自旋-轨道耦合可以为电子自旋探测提供一种可选的方法.理论上,电子自旋-轨道耦合可以由液氦膜下方的微电极电流产生.在微波驱动下,电子发生电偶极跃迁,导致电子距离液氦表面的平均高度发生改变.利用镜像电荷法[Phys.Rev.Lett.,2019,123:086801],电子的这种轨道运动可以被实验测量.建立基于液氦上电子-自旋轨道耦合的密度矩阵方程,并数值求解镜像电荷的振动行为.结果表明不同的自旋态将会引起不同的感应电流,这种差异提供了一种可选的电子自旋探测方法.     

轴对称构件疲劳损伤演化方程与寿命预估方法的改进

以热力学为基础,引入损伤驱动力构建分式形式的损伤演化方程.进一步针对轴对称问题,引入等效应变和等效应力.根据损伤力学守恒积分原理,得到有损伤情况下和无损伤情况下应力应变与伤度的关系.利用分离变量方法再对损伤演化方程积分,得到棒试件在恒幅应变交变载荷作用下的应力与寿命关系的级数表达式.损伤演化方程中的材质参数由KT=1与KT=3的标准轴对称试件中值疲劳试验数据确定.损伤演化方程与寿命预估方法的正确性由KT=5的疲劳试验结果验证.利用级数解法对扩口管路连接件进行了寿命预估,提供了一种用损伤力学方法来描述构件的疲劳寿命可行的方法.     

新高考改革背景下大学与中学物理实验有效衔接的研究

分析了在新高考背景下大学物理实验与中学物理实验衔接存在问题的原因,结合调查情况,提出了二者之间在沟通交流、课程设置、教学内容及教学方法方面的改革措施,实现大学与中学物理实验的有效衔接。