太阳电池用绒面结构ZnO-TCO薄膜及光管理研究进展

主要阐述了近年来薄膜太阳电池用绒面结构氧化锌(ZnO)透明导电氧化物(Transparent conductive oxides,TCO)薄膜以及光管理设计方面的研究进展。主要包括溅射湿法刻蚀技术、等离子体刻蚀玻璃衬底技术、等离子体处理修饰ZnO薄膜表面技术、修饰层改善ZnO薄膜表面技术、梯度杂质掺杂技术、复合特征尺寸生长设计以及直接生长绒面结构ZnO薄膜技术和宽光谱ZnO薄膜生长设计等。此外,对薄膜太阳电池中的先进光管理(Light management)结构设计及新材料应用进行了探讨和展望。     

基于闭锁信号的主变低压侧加速跳闸保护方法

变电站中一般不对35 kV/10 kV等级的母线配备专门的母线保护,而是由主变保护实现对母线的后备保护,导致动作时间过长。针对这一情况,提出一种基于闭锁信号的加速跳闸方案。该方案由出线保护、分段(母联)保护以及主变低压侧后备保护组成。通过闭锁信号实现保护之间的配合以及断路器失灵时的加速动作。当某一级保护检测到故障时,向上级保护发送闭锁信号;保护动作以后,解除闭锁信号。通过实例分析,对保护方案的动作情况进行了分析。针对不同位置的故障情况,保护方案都能快速切除故障,证明了方案的有效性。     

钯碳催化剂工业废水处理研究

分别采用活性炭吸附法、絮凝剂吸附法和氧化法处理钯碳催化剂工业废水,重点考察了试剂加入量及处理时间对废水化学需氧量(COD)的影响,其中氯酸钠氧化法具有最佳处理效果。正交试验表明,氯酸钠处理催化剂废水COD的影响因素中,氯酸钠加入量影响最为显著,优选的条件下,在50 mL废水中加入氯酸钠2.5 g/L,在40℃以200 r/min搅拌处理1 h,可以使废水COD去除率达到87.6%,达到排放标准。     

基于UG的挖掘机焊接动臂强度的数值分析

利用UG焊接模块依照具体的焊接工艺及尺寸要求,将焊缝细致到具体模型中,建立了液压挖掘机的动臂模型。在斗杆挖掘工况下进行有限元分析,得出相应的位移及应力云图。对比计算结果和现场强度试验及开焊反馈情况,得出结论:带有焊缝的模型,其有限元结果接近于实际工况,为解决动臂开焊和疲劳裂纹等实际问题提供了理论依据。     

钢丝绳应力及股内钢丝变形的相关性研究

根据微分几何学理论分析钢丝绳股内钢丝的空间位置关系,利用ANSYS软件建立了6×7IWS钢丝绳的几何模型.通过网格划分得到钢丝变形计算的有限元模型,以钢丝绳一端完全约束.另一端施加轴向力作为加载工况,确立模型求解的边界条件,并进行了钢丝受力变形的数值模拟,得出在此工况下股内各丝的轴向应力、剪应力及轴向变形的分布规律.研究了股内各钢丝受力变形规律,对照分析股内2根钢丝在接触位置各自的伸长量,通过求两丝变形差的方法求得出两丝的错动量.对照分析右同向捻及右交互捻钢丝绳股内钢丝应力及变形结果,研究捻向组合对股内钢丝所受应力及变形的影响,以及捻向组合对股内相接触2根钢丝的错动量的影响,得出了相关结论.     

基于弧面法的摩擦式提升机衬垫摩擦性能测定

摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力是摩擦式提升机工作可靠和安全与否的关键因素。提出了一种基于弧面法研究摩擦衬垫与钢丝绳摩擦学特性的测量方法,在自研制的摩擦衬垫与钢丝绳动态微滑移摩擦实验平台上开展摩擦实验,通过测量摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力与相对滑移,判定衬垫与钢丝绳之间的黏滑规律,并基于测试曲线研究了衬垫与钢丝绳之间摩擦因数的变化规律。结果表明,干摩擦时K25衬垫摩擦因数随着比压的增大而减小,随滑速的增大先增大,后不断减小,滑速2 mm/s时达到最大值,涂增摩脂时摩擦因数随比压、滑速的增大而减小。衬垫的摩擦因数与比压成反比线性关系,说明摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦以黏着摩擦为主。对比平面法测量摩擦衬垫的结果发现平面法测量的摩擦因数偏大。     

高速沉积μc-Si:H薄膜生长机制及其微结构的研究

采用高压高功率的超高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,在腐蚀后的7059玻璃、低晶化和高晶化的微晶硅(μc-Si:H)p型材料3种衬底上,通过改变沉积时间的方法,高速(沉积速率约为1 nm/s)沉积了不同厚度的μc-Si:H薄膜材料.测试其表面形貌及晶化率,比较了不同衬底上高速生长的μc-Si:H薄膜生长机制及微结构的差异,最后得到适于高速沉积pin μc-Si:H太阳电池的μc-Si:H p型材料应具备的条件.     

掺杂室沉积本征微晶硅材料及其在太阳能电池中的应用

在掺杂P室采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,制备了不同硅烷浓度条件下的本征微晶硅薄膜.对薄膜电学特性和结构特性的测试结果分析表明:随硅烷浓度的增加,材料的光敏性先略微降低后提高,而晶化率的变化趋势与之相反;X射线衍射(XRD)测试表明材料具有(220)择优晶向.在P腔室中用VHF-PECVD方法制备单结微晶硅太阳能电池的i层和p层,其光电转换效率为4.7%,非晶硅/微晶硅叠层电池(底电池的p层和i层在P室沉积)的效率达8.5%.     

碳离子注入能量对硅表面摩擦性能的影响

以不同能量的碳离子注入方法得到的单晶硅片作为研究对象,利用原位纳米力学测试系统对其纳米硬度和弹性模量进行测定,在UMT-2型摩擦试验机上进行摩擦试验,利用S-3000N型扫描电镜表征其磨损后的磨痕形貌.结果表明,碳离子注入后硅片的纳米硬度和弹性模量发生变化,注入后硅片的的减摩效果和耐磨性能在0.1～0.3N载荷下得到了大幅度提高.注入前单晶硅片的磨损机制在0.1N载荷下以粘着磨损为主,在0.6N载荷下以疲劳剥落为主;注入后单晶硅片的磨损机制以粘着磨损为主.     

悬索桥主缆钢丝与鞍座材料摩擦腐蚀疲劳行为

大跨度多塔悬索桥主鞍座两侧主缆钢丝与鞍座材料间受恒载、车载、风荷载以及腐蚀环境耦合作用产生摩擦腐蚀疲劳行为,导致钢丝承载强度渐变劣化,严重影响主缆承载安全性。因此,研究主缆钢丝与鞍座材料摩擦腐蚀疲劳行为至关重要。搭建钢丝摩擦腐蚀疲劳试验台开展钢丝与鞍座材料摩擦腐蚀疲劳实验,运用超景深电子显微镜、扫描电子显微镜考察主缆钢丝磨损轮廓、磨损机理、磨损系数和横截面失效面积特性;通过万能试验机并结合损伤力学理论和有限元法,建立疲劳钢丝损伤度演化模型和钢丝承载强度劣化模型。结果表明：钢丝摩擦因数呈迅速增加-减小-增加-稳定趋势,随接触载荷增大而减小,随疲劳载荷增大而增大;磨损轮廓随疲劳次数近似线性增加,失效面积随疲劳次数近似抛物线增加,二者随接触载荷和疲劳载荷的增大均增加;磨损系数在磨损稳定期减小,随疲劳次数增加小幅度增长;磨损机理以黏着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损为主;钢丝损伤度与疲劳次数呈二次函数关系;接触载荷和疲劳载荷的增加,导致钢丝损伤度增大、承载强度降低。结果对悬索桥主缆损伤及承载安全性能评估具有理论指导意义。