Design of high‐performance chlorine type dyes for dye‐sensitized solar cells

Intrinsic defect of electronic structure for the chlorine‐type porphyrin 1, which was synthesized for use in dye‐sensitized solar cell (DSSC), is found by theoretical calculation including density functional method (DFT), time‐dependent DFT, and C+/C? function. It is believed that the limited cell performance obtained by using dye 1 as the sensitizer is due to the existence of this electronic defect. To avoid this defect, a series of novel molecules with electron deficient π bridge were designed. The subsequent theoretical calculation indicated that the electron deficient π bridge in the newly designed molecule is quite effective in offsetting the electronic defect observed for dye 1. The parameters for the designed molecules closely associated with open‐circuit voltage and short‐circuit current density including dipole moment of dye vertical to the surface of semiconductor and light‐harvesting efficiency were then evaluated. By comparing these parameters of designed dyes with those of dye 1, we can predict that the DSSC based on dye 4 (2, 6‐cyan benzoic acid as anchoring group) should possess enhanced performance, which would be a valuable theoretical guidance for the practical work. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.     

Z箍缩实验装置高压低抖动Marx发生器

中物院的初级实验平台(PTS)低抖动Marx发生器由60个标称电压为100 kV、电容量为1 mF电容器和30个低抖动环轨式场畸变开关构成,采用以S型线路为基础的超前触发型电路。近千次实验结果表明：在工作欠压比71%、触发电压200 kV的条件下,Marx发生器的建立时间175 ns,抖动极差小于±10.0 ns,均方根抖动小于7.0 ns。Marx发生器的串联电感13.5 mH,串联电阻3.2 W,在电容器充电80 kV时,实验测得输出电压4.3 MV, Marx发生器电压建立时间175 ns,与电路模拟结果（输出电压为4.6 MV,电压建立时间160 ns）吻合良好。     

激光触发开关的电参数测量

为进行PTS装置单路样机激光触发开关的调试,设计安装了相应的电压电流探头。通过对比分析了探头测量结果,解释了开关出口D-dot电压探头波形畸变的原因,并运算得到了正确的波形。B-dot探头得到了与模拟结果符合的电流微分信号和电流信号。实验结果表明： D-dot探头适合MV量级的高电压脉冲测量,但当该探头工作在开关区时,设计中需要对比探头与被测电极以及其它电极的结构电容,只有满足结构电容远大于与其它高压电极的电容时,才能获得较真实的信号。如果结构设计中难以满足该要求,可以采用软件处理方法得到正确的波形。使用B-dot探头输出的电流微分信号可以较为准确地得到开关导通延迟时间,测量误差小于0.7 ns。     

光脉冲在激光放大介质中的非线性传播

在考虑了激光放大介质中基质的克尔非线性效应和群速度色散以及活性粒子的增益分布后,导出了光脉冲在激光放大介质中传播的基本方程。并在光脉冲中心频率与介质增益峰值频率时重合时,对皮秒超高斯光脉冲在钕玻璃激光放大介质中传播的脉冲形状进行了分析讨论。     

多程放大系统光学元件静态波前畸变研究

通过研究光学元件静态波前畸变对多程放大系统光传输的影响,给出了满足聚焦光斑要求的均方根梯度值以及光学元件加工误差的最大允容值。加工误差的峰谷值不超过λ/3、均方根值不超过0.079λ,相位梯度的峰谷值不超过0.033λ/cm、相位梯度均方根不超过0.007λ/cm。通过光传输模拟程序校验了波前畸变的相干叠加和非相干叠加规律。     

9MeV电子直线加速器X射线测量

高能工业CT采用9MeV电子加速器产生轫致辐射,利用高能X射线能够有效地穿透物质以及同物质对射线吸收和散射不同这一原理来检查物体内部缺陷或内部结构。加速器电子束的焦点、X射线的最高能量、X射线剂量及均匀性与工业CT成像的质量和速度密切相关;对探测器的电子线路部分进行的X射线屏蔽关系到探测器的使用寿命。X射线测量结果表明,所用9MeV电子直线加速器满足高能工业CT检测的要求。     

高功率微波辐射场功率密度测量系统

根据功率密度大、脉冲短、形状不规则的特点,研制出一种能适应各种条件下使用的高功率微波功率密度测量装置。从已有的测量手段出发,比较其不同原理和适用性,选定了峰值检波法。根据实际工作需要,着重从结构及测量的可靠性、降低系统误差等方面,进行优化设计。该装置采用矩形波导和可靠性高的耦合衰减,利用示波器进行测量。最后详细地给出了测量系统的标定方法。     

大回旋cusp电子注数值模拟

新一代宽带、高增益、大功率回旋行波管需要新型的电子注,而大回旋cusp电子注为其实现提供了可能。对大回旋cusp电子注进行系统理论分析,建立了大回旋cusp电子注的物理模型,在理论分析基础上进行了大量数值计算和模拟优化,并对大回旋cusp电子枪设计中的影响因素进行探讨。设计出一支低速度零散、高速度比、低纹波,适用于高次谐波的高功率(54 kV, 2.7 A)cusp电子枪。     

束晕-混沌的非线性反馈离散控制

基于非线性控制方法,提出了一种特殊的非线性反馈函数, 即小波反馈函数,用于离散控制强流质子束的束晕 混沌。控制后质子束的束晕强度因子很快趋于零,束均方根半径、束横向平均发射度等都减至控制前的三分之一稍多, 证明该控制方法切实有效,在工业上具有实用价值。     

长脉冲强流二极管径向绝缘研究

介绍了一种应用于长脉冲强流二极管的径向绝缘结构。简介了真空表面闪络机理,径向绝缘结构的设计思路。采用锥形绝缘结构,使用计算机模拟静电场分布优化设计了几何结构参数,在脉宽为200ns的脉冲源上进行了实验研究。二极管最高输出电压为750kV,平均绝缘子表面耐电场强度约50kV/cm,达到了设计要求。