热裂解对介孔碳单体孔形态和相结构的影响

以树脂为碳质前躯体通过聚合诱导相分离热解法制备了介孔碳单体,着重分析了热裂解对碳单体孔形态以及相结构的影响.结果表明,热裂解的影响可分为2个阶段:具有一定有序态结构的聚合物开始热裂解形成类石墨的片层结构阶段,除了孔径和孔壁稍有收缩,碳单体的组织形貌较好的继承了热裂解前的组织形貌;石墨化程度加深阶段,碳单体平均孔径随热裂解温度上升稍有增加.热裂解后不同工艺条件下制得的碳单体的孔隙度呈不同程度的减小,减小率在3.6%~48.1%之间.相对于固化温度,热裂解对不同固化催化剂含量下制得的碳单体孔隙度的影响更显著.     

碳纳米管和二甲基亚砜对钙钛矿太阳电池中PEDOT:PSS空穴传输层的协同影响

聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)是平面结构钙钛矿太阳电池中空穴传输层的典型材料, 为了改善其导电性能以及促进后续钙钛矿层的生长, 本文将碳纳米管(CNTs)和二甲基亚砜(DMSO)同时引入PEDOT:PSS进行共修饰。结果表明: CNTs和DMSO在CNT-DMSO-PEDOT:PSS共修饰膜中展现了优异的协同效应。均匀贯穿于基体且几近网格状的CNTs具有促进后续钙钛矿层生长及降低共修饰膜方块电阻的功能; DMSO扮演着加强共修饰膜的导电能力及控制CNTs流失的角色。因此, 与单修饰膜相比, 共修饰膜不仅能更有效地传输电荷, 而且其表面生长的钙钛矿层晶粒尺寸更大, 覆盖率更高。此外, 共修饰膜在可见光范围内仍然保持优异的透光率, 550 nm波长处的透光率为88.8%。组装成器件后, 共修饰膜的光电转换效率(PCE)为5.75%, 远高于CNTs和DMSO单修饰膜及纯PEDOT:PSS膜, 后三者的PCE分别为3.01%、2.03%和1.30%。     

染料敏化太阳电池碳对电极研究进展

作为染料敏化太阳电池(DSCs)对电极Pt催化层的取代材料,低成本、来源广泛的碳材料展现出一定的应用前景。碳对电极组装的DSCs的转换效率已达到9.15%,其值接近Pt对电极DSCs的最高转换效率。主要对碳材料在对电极中的应用类型、涂层工艺以及组装后DSCs的光电性能、稳定性等进行阐述,同时对其存在的问题和发展趋势进行分析。     

微孔碳陶瓷化反应机理的研究

研究了微孔碳制备SiC陶瓷的反应过程及反应机理.SiC陶瓷的最终组织受C/Si质量比及渗硅时间的影响.较低C/Si质量比时试样中心未被硅化,较高C/Si质量比时制得由SiC、Si及极少量未反应C组成的复相陶瓷.随渗硅时间延长,复相陶瓷中SiC颗粒的形状由长条状向无规则状转变,颗粒分布则由局部有序向无序转变.反应过程为：液硅因毛细作用自发的渗入微孔碳孔道,同时与溶解的碳壁发生反应生成SiC.因孔道及碳壁尺寸的不同造成液硅渗入深度和碳壁被溶解厚度的差异,结果出现被SiC包裹的小颗粒碳.随后被包裹的碳通过SiC层扩散到液硅中,沉积在先形成的SiC上促使大量先形成SiC的合并以及部分硅被SiC包裹,进而改变SiC陶瓷的显微组织.     

3-RPS并联机器人动力学分析及模糊控制仿真

为研究并联机器人驱动位移轨迹跟踪控制精度,更好地对机构进行有效的实时控制,以3-RPS并联机器人的动平台以及各支链为研究对象进行了动力学分析.应用牛顿-欧拉方法,分析了该并联机器人三支链对动平台的驱动力、约束力矩以及动平台对三支链的作用力,构建了动力学方程.基于Matlab仿真软件,采用液压伺服驱动方式及模糊控制算法,构建模糊控制仿真模型进行了仿真分析.仿真结果证明了牛顿-欧拉方法对3-RPS并联机器人动力学分析的正确性及模糊控制方法的有效性,为进一步利用Matlab对3-RPS并联机器人轨迹跟踪控制研究提供了一定的理论基础.     

纤维状纸炭对电极构造的准固态染料敏化太阳电池

将三种纸张(复印纸、滤纸和面巾纸)为原料经单步热解获得的纸炭作为对电极的催化材料引入准固态染料敏化太阳电池(QDSCs), 考查了纸炭的催化活性和相应器件的光电性能。结果表明: 三种纸炭均由径向尺寸约为10 μm的碳纤维堆砌而成, 具有低的结晶度和发达的孔隙, 因此相比石墨均能获得更佳的催化活性和更高效率的QDSCs。在三种纸炭中, 由复印纸获得的纸炭所含的碳纤维表面具有独特的细小鳞片结构, 使其拥有最高的比表面积和最优的催化活性。纸炭在QDSCs中既能提供催化活性点, 又能改善电解质的离子导电率, 因此获得高于铂对电极组装的QDSCs的短路电流和开路电压, 弥补了催化活性和填充因子的不足, 最终具有与后者相比拟的光电转换效率。     

混合稀土(La-Ce)在快速凝固Cu-Cr合金中的作用

比较了混合稀土（La-Ce）对快速凝固Cu-Cr合金不同状态下组织和性能的影响，结果表明：在急冷态，稀土元素消除了Cu-Cr合金部分柱状晶，稀土元素本身的添加使显微硬度有所提高；抑制时效后Cu-Cr合金二次Cr颗粒的析出，使硬度值随时效温度变化相对比较平稳，提高热稳定性，延缓了过时效的发生。此外，稀土元素改变了Cu-Cr合金共晶组织的短棒状或层片状形态，大多以网状共晶组织存在，经退火共晶组织更加清晰化。     

低温制备石墨/活性碳对电极的光电性能及阻抗分析

通过低温制备(120℃)出不同活性碳/石墨比例的碳对电极,着重分析了碳对电极的阻抗特征及其染料敏化太阳电池(DSCs)的光电性能,同时探讨了碳对电极中引入银导电浆料对DSCs光电性能的影响.结果表明,DSCs的光电性能随着碳对电极中活性碳含量的增加而增强,其中短路电流和转换效率与活性碳含量呈线性关系,而填充因子与活性碳含量呈抛物线变化.阻抗分析发现,电荷转移阻抗(RCT)和Nernst扩散阻抗(Zp)随着碳对电极中活性碳含量的增加而减小.碳对电极中活性碳含量越低,加入银导电浆料对DSCs光电性能的改善越显著,当为纯石墨对电极时,DSCs的转换效率提高了13.6％.     

21种天然植物染料光敏剂的光电性能

从6系列天然植物的花、叶、果壳、果实等部位提取了21种天然染料,着重分析了作为染料敏化太阳电池(DSCs)光敏剂的光电性能.结果表明,不同类型天然染料敏化的DSCs的光电性能差异较大,短路电流、开路电压、填充因子和转换效率分别在0.245～1.441 mA/cm2、0.327～0.546 V、0.362～0.585和0.029％～0.46％之间变化.转换效率和短路电流成明显的直线关系,斜率为0.32.在21种天然染料中,紫色系山竹皮提取液的四个光电性能参数均最大,而黑色系黑芝麻提取液的四个光电性能参数均最小.前者高效的主要原因在于较强的可见光吸收以及与光电极TiO2表面形成稳定的化学吸附.     

9种树叶生物炭作为染料敏化太阳电池对电极的光电性能

将9种由树叶经单步热解获得的生物炭作为对电极催化材料引入染料敏化太阳电池（DSSC）,并在分析生物炭的组织结构和电化学性能的基础上,着重探讨了引起器件光电性能差异的内在原因。结果表明：9种树叶热解获得的生物炭组装的DSSC的转换效率在1.00%~1.85%之间,其中棕叶最佳,樟树叶和杨树叶其次,三者的转换效率均高于1.3%,随后依次为枫叶、红继木叶、椿树叶、杉树叶和松针,桂叶最低。生物炭的孔隙结构是引起相应器件光电性能各异的主要原因。由于棕叶生物炭具有独特的取向孔隙,能缩短电解质扩散距离以及提升催化活性,因此其器件的转换效率最佳。此外,9种生物炭器件的转换效率均高于石墨器件（0.77%）。更优的光电性能主要归功于生物炭具有的多级孔结构和玻璃态碳骨架。