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连续波与脉冲激光器在三重态-三重态湮灭上转换中的应用(特邀)

第十一届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

作者：强越曹怀满赵亮宇杨迎国于泽大连理工大学精细化工国家重点实验室复旦大学微电子学院

空穴传输材料(HTMs)是实现钙钛矿太阳能电池高效率和稳定性的关键组成部分。它不仅可以在钙钛矿/HTMs界面处提取和传输空穴,还起到保护钙钛矿晶体免受外界刺激和防止金属扩散的作用。金属酞菁具有特殊的骨架结构和优异的稳定性,可应用... 详细信息

空穴传输材料(HTMs)是实现钙钛矿太阳能电池高效率和稳定性的关键组成部分。它不仅可以在钙钛矿/HTMs界面处提取和传输空穴,还起到保护钙钛矿晶体免受外界刺激和防止金属扩散的作用。金属酞菁具有特殊的骨架结构和优异的稳定性,可应用于多种电子器件。基于金属酞菁HTMs的钙钛矿太阳能电池器件稳定性显著提升,但是光电转换仍然落后于有机物小分子和聚合物,这主要是由于它们相对较低的空穴迁移率造成的。本文首次报道了萘菁铜(tBu-CuNc)作为HTMs在钙钛矿太阳能电池中的应用,并比较其与酞菁铜(tBu-CuPc)电池器件的光电性能。研究发现,从酞菁环到萘菁环的π共轭线性延伸,提高了空穴迁移率,增强了分子间相互作用,而且玻璃化转变温度显著提升至252℃。将tBu-CuNc作为空穴传输层制备成钙钛矿太阳能电池,获得了24.03%的光电转换效率,这是钙钛矿太阳能电池中基于金属配合物HTMs的效率记录。相较于Spiro-OMeTAD的钙钛矿太阳能电池器件,tBu-CuNc的电池器件表现出优异的热稳定性。在双85条件下(85°C,85%RH,ISOS-D-3),t Bu-CuNc的封装器件T80寿命超过1000小时。这项工作为在钙钛矿太阳能电池中开发高效、稳定的HTMs提供了一条新的途径。

关键词：空穴传输材料钙钛矿太阳能电池萘菁铜扩展π共轭热稳定性

来源： cnki会议评论

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红外与激光工程 2020年第12期49卷 303-310页

作者：曹怀满侯玉琦赵建章大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室辽宁大连116024

三重态-三重态湮灭上转换是一种新型光子上转换技术,具有使用连续波光源激发、上转换波长灵活可调和上转换量子效率高等优点。在该上转换过程中,三重态光敏剂吸收激发光、发生系间窜越并作为三重态能量给体,通过三重态能量转移过程,敏... 详细信息

三重态-三重态湮灭上转换是一种新型光子上转换技术,具有使用连续波光源激发、上转换波长灵活可调和上转换量子效率高等优点。在该上转换过程中,三重态光敏剂吸收激发光、发生系间窜越并作为三重态能量给体,通过三重态能量转移过程,敏化能量受体,处于三重态的受体分子发生三重态–三重态湮灭,产生能发生高效荧光过程的单重激发态(即上转换发光),从而将低能量的光子转换为高能量的光子,这为提高太阳能电池的光电转换效率或光催化的效率等,提供了一种新的途径。实验中需要选用合适的激光器激发上转换体系产生上转换发光,并研究其具体光物理过程。如选用连续波二极管泵浦固体激光器(DPSSL)作为光源,激发光敏剂/受体体系进行上转换实验,可方便地研究激光功率密度对上转换发光效率的影响。此外,为了研究上转换发光的动力学过程,使用光学参量振荡器(OPO)可调谐纳秒脉冲激光器激发上转换体系,可以研究光敏剂的三重态寿命、分子间能量转移以及三重态–三重态湮灭等过程的动力学特征。文中介绍了在三重态–三重态湮灭上转换实验中连续波和脉冲激光器的使用方法。

关键词：连续波DPSS激光器 OPO可调谐脉冲激光器上转换光敏剂

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芳酰亚胺类三重态光敏剂的光物理性质研究

芳酰亚胺类三重态光敏剂的光物理性质研究

作者：曹怀满大连理工大学

学位级别：硕士

无重原子三重态光敏剂具有较高的单线态氧量子产率,较长的三重态寿命以及成本低、低毒性等优点,在光氧化还原催化合成有机反应、光伏电池、光动力治疗以及三重态-三重态湮灭上转换等领域具有广泛的应用。其中,基于自旋轨道电荷转移(Spin... 详细信息

无重原子三重态光敏剂具有较高的单线态氧量子产率,较长的三重态寿命以及成本低、低毒性等优点,在光氧化还原催化合成有机反应、光伏电池、光动力治疗以及三重态-三重态湮灭上转换等领域具有广泛的应用。其中,基于自旋轨道电荷转移(Spin orbit charge transfer intersystem crossing,SOCT-ISC)机理的分子体系结构简单易合成,是目前研究的重点方向。但是基于SOCT-ISC机理的光敏剂仍存在电子给受体种类有限,构效关系不明确等问题。以苝酰亚胺(PMI)为电子受体,吩噁嗪(PXZ)为电子给体,设计合成了苝酰亚胺-吩噁嗪(PMI-PXZ)紧凑型电子给受体化合物,并通过稳态与瞬态光谱等测试方法对其光物理性质进行了系统的分析。此化合物具有一个较弱的电荷转移(Charge transfer,CT)态吸收峰(S→CT),并表现出了高效的系间窜越效率(在正己烷中单线态氧量子产率为75.7%)以及长的三重态寿命(正己烷中为182μs)。通过飞秒瞬态吸收光谱证明分子经历了超快的电荷分离(0.14 ns)以及较慢的电荷复合过程(1.42 ns)。通过时间分辨电子顺磁共振研究确认产生三重态的机理为SOCT-ISC机理。电子给受体之间为垂直构象的分子,其SOCT-ISC的效率高。PMI-PXZ三重态的TREPR谱的电子自旋极化模式为(e,e,a,e,a,a),这与此前报道的苝酰亚胺-吩噻嗪(PMI-PTZ)的三重态的电子自旋极化模式(a,e,a,e,a,e)不同,说明紧凑型电子给受体化合物体系的三重态的电子自旋极化模式不仅取决于电子受体与电子给体之间的相互取向,还与电子给体的结构有关。电子给体中一个原子的改变也会改变分子的三重态的电子自旋极化模式。基于此前报道的具有长寿命电荷分离态以及热激活延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence,TADF)的萘酰亚胺(NI)-吩噻嗪(PTZ)电子给受体化合物,设计合成了以PTZ为电子给体,NI为桥连电子受体,NI、4-硝基-萘酰亚胺(NO-NI)、萘二酰亚胺(NDI)为末端电子受体的电子给受体三元化合物(NI-NI-PTZ,NO-NI-NI-PTZ和NDI-NI-PTZ)。在非极性溶剂中观察到了这些化合物在红光区的热激活延迟荧光,发光寿命达微秒级。纳秒瞬态吸收光谱中观察到了NI-NI-PTZ在环己烷溶液中的0.71μs的长寿命电荷分离三重态。通过调控溶剂的极性改变了分子形成的电荷分离态的种类。在环己烷中NO-NI-NI-PTZ产生的电荷分离态为NO-NI-NI-PTZ,寿命为0.57μs,在乙腈中产生了[NO-NI]-NI-PTZ,寿命长达1.08μs。在NDI-NI-PTZ的溶液中观察到了相似的结果:在环己烷中观察到了NDI-NI-PTZ和NDI-NI-PTZ,寿命为1.95μs,在乙腈中为NDI-NI-PTZ,寿命为1.39μs。通过比较分子的电荷分离单重态(CT)、电荷分离三重态(CT)以及局域三重激发态(LE)的能级,推测这三个态都参与了TADF的过程。在溶液中成功获得了电子给受体三元化合物微秒级的长寿命电荷分离态,这对于开发结构简单、具有高效系间窜越能力的有机化合物,研究溶剂极性控制电荷转移态的产生以及设计新型的TADF材料等具有重要意义。

关键词：系间窜越光敏剂三重态自旋轨道电荷转移电荷分离态

中小IT企业研发人员焦虑情绪管理小组工作研究 ——以北京市S公司为例

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作者：曹满超天津理工大学

学位级别：硕士

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南湖菱壳色素在大麻织物上的染色工艺

毛纺科技 2024年第7期52卷 30-36页

作者：曹颖沈之懿曹宗满崔利嘉兴职业技术学院时尚设计学院浙江嘉兴314000 浙江嘉欣金三塔丝绸服饰有限公司浙江嘉兴314000 嘉兴大学材料与纺织工程学院浙江嘉兴314000

为探讨菱壳色素对大麻织物的染色工艺,采用阳离子改性剂KR、壳聚糖、明胶、改性剂BS对大麻织物进行改性,并对未改性、改性后大麻织物用菱壳色素进行染色。探讨改性剂对菱壳色素直接染色效果的影响;媒染剂单宁酸、明矾、草木灰、柠檬酸... 详细信息

为探讨菱壳色素对大麻织物的染色工艺,采用阳离子改性剂KR、壳聚糖、明胶、改性剂BS对大麻织物进行改性,并对未改性、改性后大麻织物用菱壳色素进行染色。探讨改性剂对菱壳色素直接染色效果的影响;媒染剂单宁酸、明矾、草木灰、柠檬酸对未改性、改性大麻织物菱壳色素染色效果的影响。结果表明:菱壳色素染色的大麻织物具有一定紫外线吸收功能,在可见光中最大波长为380 nm,对应的吸光度是0.067。改性剂BS改性大麻织物直接染色法、未改性大麻织物明矾后媒染、水溶性壳聚糖改性大麻织物明矾后媒染、明胶改性大麻织物明矾后媒染、改性剂BS改性大麻织物草木灰同浴媒染、改性剂BS改性大麻织物明矾后媒染的K/S值均在在3.990以上,染色牢度均在3级及以上。除BS改性剂改性大麻织物直接染色法工艺湿摩擦色牢度为3级外,其他各种工艺的色牢度都在3~4级及以上,耐光色牢度最高达到5级。

关键词：植物染料南湖菱壳色素染色工艺改性媒染

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古建筑文物保护施工管理优化策略

炎黄地理 2024年第1期 108-111页

作者：曹怀义山西省文化遗产保护研究院有限责任公司

随着社会经济不断发展,相关部门对古建筑文物保护越发重视,特别是对古建筑文物保护工程施工管理重视程度越来越高,主要是施工管理作为古建筑文物保护的关键环节,具有较强的复杂性,并且技术性较强,只有完善的施工管理,才能保证古建筑文... 详细信息

随着社会经济不断发展,相关部门对古建筑文物保护越发重视,特别是对古建筑文物保护工程施工管理重视程度越来越高,主要是施工管理作为古建筑文物保护的关键环节,具有较强的复杂性,并且技术性较强,只有完善的施工管理,才能保证古建筑文物保护工作的质量。基于此,本文以某古建筑文物保护工程为例,讨论施工管理主要问题以及优化策略,以供参考。

关键词：古建筑文物保护施工管理优化策略重视程度关键环节技术性复杂性

铁素体系耐热钢焊接热影响区相变行为的CSLM原位观察

维普期刊数据库评论

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金属学报 2024年第6期60卷 802-816页

作者：申洋谷征满王聪东北大学冶金学院沈阳110819 南昌航空大学江西省航空构件成形与连接重点实验室南昌330063

铁素体系耐热钢焊接时热影响区的相变行为会严重影响焊接件的室温组织,在后续严苛的条件下运行服役时会对电站安全稳定运行产生严重威胁。高温激光扫描共聚焦显微镜(CSLM)能够重现热影响区焊接热循环,实现对微观组织演变的原位观察以及... 详细信息

铁素体系耐热钢焊接时热影响区的相变行为会严重影响焊接件的室温组织,在后续严苛的条件下运行服役时会对电站安全稳定运行产生严重威胁。高温激光扫描共聚焦显微镜(CSLM)能够重现热影响区焊接热循环,实现对微观组织演变的原位观察以及相变动力学的量化分析,具有优化焊接工艺和促进耐热钢铁材料发展的潜力。本工作利用CSLM对P11、P22、P913种典型Cr-Mo铁素体耐热钢热影响区连续冷却过程中的相变行为进行了原位表征,研究板条组织的生长特征与相变动力学。结果表明,根据形核位置能量势垒的高低,贝氏体板条依次在原奥氏体晶界、夹杂物、晶粒内部畸变区域、先前的贝氏体板条、晶粒内部的自由表面上形核;同时,依附于原奥氏体晶界和先前贝氏体生长的贝氏体板条以及在原奥氏体晶粒内部呈放射状切变生长的马氏体板条均通过碰撞晶界或其他板条的方式停止生长,并形成交叉互锁的结构。随着温度的降低,粗晶热影响区中板条的生长速率明显高于细晶热影响区,这主要归因于过冷度的增加和原奥氏体晶粒尺寸的增大。

关键词：铁素体耐热钢热影响区固态相变原位观察高温激光扫描共聚焦显微镜

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亚麻面料仿旧色彩生态染整研究

针织工业 2024年第6期 38-41页

作者：曹颖黄雪红魏张霞曹宗满嘉兴职业技术学院浙江嘉兴314000 江苏工程职业技术学院江苏南通226007 浙江嘉欣金三塔丝绸服饰有限公司浙江嘉兴314000

为满足亚麻面料利用自带色素达到表面泛白仿旧色彩和柔软手感的需求,研究亚麻面料表面氧漂、再退煮的工艺处方及条件。结果表明,100%双氧水用量为3.0%、渗透剂JFC用量为2.0%、精练粉TF135A用量为10.0%、汽蒸时间30 min,亚麻面料底面色... 详细信息

为满足亚麻面料利用自带色素达到表面泛白仿旧色彩和柔软手感的需求,研究亚麻面料表面氧漂、再退煮的工艺处方及条件。结果表明,100%双氧水用量为3.0%、渗透剂JFC用量为2.0%、精练粉TF135A用量为10.0%、汽蒸时间30 min,亚麻面料底面色素保留,色牢度好,表面泛白,仿旧效果好;退煮酶TF-165用量为2.0%、60℃处理40 min,面料的毛效为8.18 cm,达到服用要求。

关键词：亚麻仿旧生态染整毛效

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几何变换在圆柱度评定优化算法中的研究

机械设计与制造 2024年第2期396卷 1-4页

作者：尹浩田郑鹏曹满义吴江昊郑州大学机械与动力工程学院河南郑州450001

针对利用最小区域方法评定圆柱度时速度慢、算法复杂等问题,采用降维策略进行优化。在原有最小区域法几何模型的基础上利用最小二乘拟合轴线,建立了一种改进的圆柱度评定几何模型。通过对测量数据进行几何变换,将三维圆柱面转化为二维平... 详细信息

针对利用最小区域方法评定圆柱度时速度慢、算法复杂等问题,采用降维策略进行优化。在原有最小区域法几何模型的基础上利用最小二乘拟合轴线,建立了一种改进的圆柱度评定几何模型。通过对测量数据进行几何变换,将三维圆柱面转化为二维平面,根据最小条件原则将转换后的平面度误差,等效为原始测量数据的圆柱度误差值。经实验验证,在满足精度要求的前提下,圆柱度误差计算速度相较于现有最小区域法提升了约20%。实验结果表面,利用几何变换方法进行误差评定具有实用价值。

关键词：形位误差几何变换圆柱度误差评定