有机-无机杂化光伏电池材料的最新研究进展

由于光伏电池制备技术越来越受到广泛关注,用于光伏电池的制备材料成为了研发的重点和热点。基于近两年的技术研发成果,重点选取了最新有机-无机杂化光伏电池材料,包括对苯撑乙烯(PPV)类材料、吡咯并吡咯二酮(DPP)类材料、聚噻吩(PT)类材料、苯并二噻吩(BDT)类材料以及其他有机-无机混合材料,研究其最新的制备方法和工艺,对比分析了各个光伏材料的转化性能,其中CH_3NH_3PbI_3-CsPbI_3类光伏电池转化效率远远高于其他材料。     

光伏组件横装方法的优化

太阳能光伏发电作为一种新兴的绿色能源已经得到了较为广泛的应用,但由于光伏组件的一般安装在建筑物的顶上向阳处,所以其安装结构尤其要考虑到安装难度、稳定、安全等性能。目前横排安装方式较竖排安装方式存在压块数量多、安装难度大、安装支架高等问题,造成材料浪费。本文针对这一现状,在不影响光伏支架稳定性和安全性的前提下,提供了新的横装方法,达到节省材料的目的。     

Gilch法合成聚对苯乙炔缺陷及分子量的控制

聚对苯乙炔及其衍生物由于具有独特的导电性和荧光特性,目前广泛应用于有机光致器件、激光器件以及光探测器等领域.Gilch法合成聚对苯乙炔材料中往往存在缺陷,这些缺陷对材料及器件的光电性能产生影响.综述了控制PPV凝胶及苄基-二苯乙炔缺陷的方法,介绍了PPV分子量的影响因素.     

硬脂酸锌热解ZnO@C复合材料的储锂性能

ZnO作为锂离子电池负极材料存在循环稳定性和倍率性能不理想的问题.为了提升ZnO的储锂性能,科研工作者尝试对其进行改性研究,包括结构优化和材料复合改性,但通常存在制备过程较复杂的问题.本实验采用简单的高温热解法,利用硬脂酸锌为前驱体,通过在惰性气氛中高温热解,直接制备了氧化锌@三维网状碳复合材料(ZnO@C).随后,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、热重分析仪(TGA)等表征方法对该复合材料进行物性表征,并探讨其原位生长过程.作为锂离子电池负极材料,ZnO@C表现出较好的循环稳定性和倍率性能,当电流密度为100 mA/g时,60次循环后其仍具有369 mAh/g的可逆容量.ZnO@C较好的储锂性能主要归因于其独特的结构,穿插于ZnO颗粒中的三维网状碳不仅能增强材料的导电性,提升电极倍率性能,同时,ZnO颗粒与碳之间的空隙也可有效缓解ZnO在充放电过程中因体积膨胀/收缩而带来的电极材料粉化问题,改善电极循环稳定性.     

纳米碳材料的功能化及其在电极修饰中的应用

纳米碳材料因具有比表面积大、电导率高和良好的化学稳定性等特点而用作电极的修饰材料。但使用过程中存在与水或有机相相溶性欠理想、分散不均匀和易团聚等缺陷。综述了共价键和非共价键修饰、掺杂无机金属纳米颗粒等改性方法以及改性后的纳米碳材料对修饰电极性能的影响。     

胶原-壳聚糖二元膜材料的制备与性能表征

通过热脱氢交联（DHT）、戊二醛改性以及碳化二亚胺改性（EDC）等方法对胶原基膜材料进行改性，探讨其作为生物医用材料较为理想的改性方法。以胶原及壳聚糖为主要原料制备大孔径高孔率二元膜材料，通过单一或复合改性以后比较二元膜材料的各项性能。适当的DHT改性后获得的二元膜孔径为20～100μm，孔率90％左右，但膜材料机械性能较差，抗酶解能力提高不明显；0．02％的戊二醛．EDC复合改性交联程度较为合适，DHT改性可以一定程度减少戊二醛用量；DHT-EDC复合改性得到的二元膜孔径20～200μm，孔率95％左右，机械强度和耐酶稳定性较高，吸水率高且在水中不溶胀。DHT-EDC复合改性是较为理想的胶原基膜材料作为生物医用材料的改性方法。     

锂离子电池用富锂锰基正极材料掺杂改性研究进展

锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小和环境污染小等优点,目前成为能源设备领域使用占比最多的一类电化学储能电池.正极材料作为锂离子电池中Li+的主要提供者,其研发始终受到科技工作者的广泛关注.其中,富锂锰基正极材料具有高比容量、高电压和优异的高温性能等优点,被视为极具潜力的正极材料.然而,富锂锰基正极材料在工作中存在稳定性不好的问题,例如富锂锰材料在充放电循环过程中容易发生锂镍混排,导致层状结构坍塌,影响材料性能,进而使得此类正极材料的应用前景受限.因此,近些年研究者对富锂锰基正极材料进行大量改性研究,并获得优异的成果.在所有的改性方法中,离子掺杂改性由于其特殊的机理,成为改性方法中较佳的选择.目前,富锂锰基正极材料离子掺杂的主要形式包括阳离子掺杂、阴离子掺杂、聚阴离子掺杂和共掺杂.阳离子掺杂是现阶段最为常见的掺杂形式,其主要是在过渡金属位置进行掺杂,少部分在Li位进行掺杂.阳离子掺杂能够抑制过渡金属离子向锂层迁移,减缓尖晶石相生成,提高富锂锰基正极材料结构的稳定性.阴离子掺杂主要是弥补和替换充电过程中形成的氧空位,该方法能够抑制氧空位形成,提高正极材料的安全性和库伦效率.聚阴离子掺杂与阴离子掺杂相似,同样是在正极材料的氧位进行掺杂,由于聚阴离子与过渡金属的结合能更强,过渡金属迁移被抑制,层状结构更加稳固,材料性能显著提升.共掺杂是将阳离子和阴离子同时掺杂到正极材料中,该方法具备阴、阳离子单独掺杂时的效果,可以稳定层状结构,并能显著提高正极材料的循环稳定性,提高电池的循环能力.本文总结了富锂锰基正极材料的结构组成、反应机理以及自身存在的缺陷,重点讨论了阳离子掺杂、阴离子掺杂、聚阴离子掺杂和共掺杂等掺杂方法对富锂锰基正极材料性能的影响,分析了现阶段掺杂改性仍存在的问题并展望其未来研究方向,以期为制备稳定和高性能的富锂锰基正极材料提供参考.     

纳米材料改性树脂基耐烧蚀材料研究新进展

综述了近年来纳米材料改性树脂基耐烧蚀材料的研究进展。介绍了碳纳米管、石墨烯、蒙脱土、纳米SiO2、纳米碳粉等纳米材料在改性烧蚀材料中的研究近况,详细探讨和比较了改性材料的热稳定性、成炭率、力学性能等,同时分析了纳米材料改性树脂材料中存在的问题,并预测了纳米材料改性耐烧蚀树脂的发展趋势。提出纳米材料,特别是新型的纳米碳材料改性树脂基耐烧蚀材料的研究将是很有发展前景的研究领域,并会进一步得到人们的重视。     

高镍三元正极材料的包覆与掺杂改性研究进展

随着新能源汽车的加速发展, 镍钴锰/铝酸锂三元正极材料、特别是高镍(镍含量大于50%)材料作为后起之秀, 由于其性能和成本的综合指标优于传统的钴酸锂和磷酸铁锂, 引起了学术界和产业界极大的研究兴趣。但是受其本身晶体结构和表面结构的限制, 三元正极材料也存在安全性较差、循环稳定性不足等缺点。近年来, 科研工作者为解决这些问题、并进一步提升三元材料的性能, 在材料改性技术方面开展了大量工作, 取得了令人瞩目的研究成果。本文从改性元素对三元正极材料结构以及对电化学性能改善的机理出发, 介绍了包覆和掺杂两种改性技术的研究进展, 并在此基础上对三元正极材料的发展方向做出展望。     

低温等离子体对材料表面改性的研究现状

低温等离子体作为一种新型分子活化手段,存在着大量的、种类繁多的活性粒子,易于和材料表面发生反应,适用于材料表面的改性处理.综述了适用于材料表面改性的低温等离子体主要放电方式,每种放电方式产生低温等离子体的原理,应用范围;归纳了以低温等离子体对材料表面实施改性后对材料表面微观结构和性能的影响,包括材料的表面化学元素、润湿...     

大坝基础开挖中爆破损伤的度量与控制

讨论了声波测试法、PPV安全判据等几种常用爆破损伤确定方法与控制标准.指出,国际上广泛应用的基于爆源近区质点峰值震动速度安全判据的爆破损伤评价与控制方法值得借鉴和推广.     

钨阴极材料及其研究进展

介绍了钨阴极材料的种类,性能特点,应用,并对各种钨阴极材料进行了评述,总结了钨阴极材料研究中丰在的主要问题和研究进展,提出了对钨阴极材料进一步研究和开发的建议。     

有机电双稳材料与器件的研究进展

由于有机分子材料和聚合物材料本身的各种优良性质,用其取代传统的无机半导体材料来修饰电信号具有非常广阔的研究前景.本文简要介绍了近年来有机电双稳材料与器件在电存储方面的研究进展,并讨论了有机电双稳器件(OEBD)目前存在的问题以及今后发展的方向.     

新型复合材料研究的一些进展

本文简要评述了中国科学院金属研究所在新型复合材料研究方面的一些新近进展。阐述了连续纤维、晶须和颗粒增强的金属基复舍材料,介绍了碳基复合材料。探讨了增强模型、热应力损毁机理和性能测试。讨论了复合材料的仿生设计。     

新型高分子电致发光材料：聚对苯乙炔

本文介绍了国际上最新发现的高分子电致发光材料——聚对苯乙炔的性能、合成路线及应用前景。同时也探讨了该材料的发光机理和改变其发光颜色的途径。     

论药品的包装

通过对药品变质形式的分析，介绍了药品包装设计的基本过程和需考虑的因素以及常用药品包装材料（容器）的特点、存在问题和解决方法。     

超晶格热电薄膜的研究现状与发展

随着热电材料与薄膜制备技术和性能研究手段的发展,具有高热电性能的纳米超晶格热电薄膜已受到人们的关注.简要介绍了超晶格热电薄膜的理论研究、制备和分析测试技术,指出了超晶格热电薄膜主要应用环境和存在的问题以及可能的发展方向.     

新型热电材料研究进展

热电效应在发电和致冷方面有关巨大的应用潜力。从如何提高热电材料热电优值的理论研究出发，列出了寻找高优值热电材料的几种主要途径。在此基础上，重点介绍了最近几年来新型热电材料的研究发展情况，包托笼式化合物、超晶格热电材料、Half-Heusler合金等。并提出了亟待解决的问题和今后的研究方向。     

多孔材料模型分析

多孔泡沫材料的制备、应用和性能研究均不断取得新的进展.在关于多孔材料结构和性能方面的理论中,著名的经典性模型--Gibson-Ashby模型一直受到国际同行的普遍认同,迄今仍然是众多研究者在研究工作中广泛应用的理论基础.对该模型尚存在的若干不足和问题进行了一些补充思考和分析,发现其中有些缺陷甚至可以打破该模型原来表现出来的"完满性".在总结陈述这些问题的基础上,引荐了可以克服或弥补上述模型不足的另一个模型.     

Perovskite solar cells: must lead be replaced – and can it be done?

Perovskite solar cells have recently drawn significant attention for photovoltaic applications with a certified power conversion efficiency of more than 22%. Unfortunately, the toxicity of the dissolvable lead content in these materials presents a critical concern for future commercial development. This review outlines some criteria for the possible replacement of lead by less toxic elements, and highlights current research progress in the application of low-lead halide perovskites as optically active materials in solar cells. These criteria are discussed with the aim of developing a better understanding of the physio-chemical properties of perovskites and of realizing similar photovoltaic performance in perovskite materials either with or without lead. Some open questions and future development prospects are outlined for further advancing perovskite solar cells toward both low toxicity and high efficiency.