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新工科背景下高分子材料的凝聚态结构表征方法研究生课程建设探索与实践

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化工高等教育 2024年第4期41卷 91-95,149页

作者：叶龙李赛萌高梦圆马哲郑俊萍天津大学材料科学与工程学院天津300350

为了满足新工科建设对卓越工程创新人才培养的要求,高分子材料的凝聚态结构表征方法课程教学团队进行课程建设和教学改革。文章分析了高分子材料专业研究生创新能力培养过程中存在的问题,从教学内容和方法、课程思政及考核方式等方面介... 详细信息

为了满足新工科建设对卓越工程创新人才培养的要求,高分子材料的凝聚态结构表征方法课程教学团队进行课程建设和教学改革。文章分析了高分子材料专业研究生创新能力培养过程中存在的问题,从教学内容和方法、课程思政及考核方式等方面介绍了该课程的教学改革实践。教学改革有效激发了学生的学习兴趣,并取得了一些初步的成效。

关键词：新工科建设高分子材料凝聚态结构课程建设

分子量对共轭高分子薄膜结构和电学性能的影响

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中国科学：化学 2022年第4期52卷 523-535页

作者：李赛萌韩洋叶龙天津大学材料科学与工程学院天津市材料复合与功能化重点实验室天津300350 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室长春130033 天津大学天津市分子光电科学重点实验室天津300350

共轭高分子是由碳、氢、氮、硫等元素构成的软物质材料,在柔性显示、逻辑电路、光伏面板为代表的印刷电子产业中具有巨大的应用前景.分子量的变化可以直接影响共轭高分子的固态微观结构,进而影响其光电性能.本文依次阐述了分子量对无定... 详细信息

共轭高分子是由碳、氢、氮、硫等元素构成的软物质材料,在柔性显示、逻辑电路、光伏面板为代表的印刷电子产业中具有巨大的应用前景.分子量的变化可以直接影响共轭高分子的固态微观结构,进而影响其光电性能.本文依次阐述了分子量对无定形共轭高分子、次晶性共轭高分子和半结晶共轭高分子的薄膜聚集态结构以及电荷传输性能的影响规律.随后对分子量、微结构以及太阳能电池和薄膜晶体管性能的关系进行了总结.最后,对目前亟待解决的科学问题和未来的发展方向进行了展望.希望通过评述共轭高分子的分子量这一重要结构参数的研究进展,帮助读者加深对分子量的影响机制的理解,进一步为调控有机光电薄膜的结构与性能提供指导.

关键词：共轭高分子分子量聚集态结构迁移率能量转换效率

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有机光伏薄膜的力学性能调控与预测

高等学校化学学报 2023年第9期44卷 173-181页

作者：孙冰李赛萌周康康彭忠祥叶龙天津大学材料科学与工程学院天津300350 天津市分子光电科学重点实验室天津化学化工协同创新中心天津300350

有机光伏电池(OPVs)具有颜色丰富、质轻、柔性等优点,在半透明、可穿戴/可拉伸电子器件领域具有极大的应用前景.本文重点评述了高效率有机光伏活性层薄膜的力学性能调整策略,并概述了其力学性能的理论预测模型.首先,简要介绍了薄膜的力... 详细信息

有机光伏电池(OPVs)具有颜色丰富、质轻、柔性等优点,在半透明、可穿戴/可拉伸电子器件领域具有极大的应用前景.本文重点评述了高效率有机光伏活性层薄膜的力学性能调整策略,并概述了其力学性能的理论预测模型.首先,简要介绍了薄膜的力学性能参数及其测试方法;随后,结合最新实例分别阐述了聚合物∶小分子和全聚合物两类OPVs共混薄膜力学性能的调控方法和理论模型;最后,对有机光电薄膜未来的研究趋势进行了展望.

关键词：有机光伏电池力学性能弹性模量共轭高分子薄膜微结构

聚(3-己硫基噻吩)的直接芳基化缩聚与光伏性能研究

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聚(3-己硫基噻吩)的直接芳基化缩聚与光伏性能研究

第九届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

作者：吴俊江刘洋李赛萌叶龙天津大学

聚噻吩作为典型的p型高分子半导体材料,广泛应用于发光二极管,热电薄膜,太阳能电池以及光电探测器等领域[1-4]。聚(3-己硫基噻吩)(P3HTT)是一种新型的聚噻吩型给体,目前对其基本物理性质以及光电性能的研究较少[5-7]。本工作采用直接芳... 详细信息

聚噻吩作为典型的p型高分子半导体材料,广泛应用于发光二极管,热电薄膜,太阳能电池以及光电探测器等领域[1-4]。聚(3-己硫基噻吩)(P3HTT)是一种新型的聚噻吩型给体,目前对其基本物理性质以及光电性能的研究较少[5-7]。本工作采用直接芳基化缩聚的方法来高效合成P3HTT,随后通过凝胶渗透色谱和核磁谱表征所合成P3HTT的分子量/立构规整度。在此基础上,通过紫外可见吸收光谱仪、差式扫描量热仪深入分析P3HTT的光溶液和薄膜物理参数、热学参数、薄膜分子堆积等性质。在此基础上,与典型非富勒烯受体IDTBR搭配制备太阳能电池,并研究其光伏性能。

关键词：聚噻吩直接芳基化缩聚有机太阳能电池

来源： cnki会议评论

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深空通信长无模糊距离高精度再生测距码设计

航空学报 2024年第12期45卷 158-168页

作者：奚雅楠党小宇李赛南京航空航天大学电子信息工程学院南京211106 杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018

在低信噪比环境中及极远测距范围内获得高精度距离测量量是深空测距面临的挑战。再生测距系统通过在航天器中将测距码再生,可将下行链路信噪比提升约30dB,从而解决低信噪比问题,但是已知测距码的无模糊测距距离难以满足未来深空测距需... 详细信息

在低信噪比环境中及极远测距范围内获得高精度距离测量量是深空测距面临的挑战。再生测距系统通过在航天器中将测距码再生,可将下行链路信噪比提升约30dB,从而解决低信噪比问题,但是已知测距码的无模糊测距距离难以满足未来深空测距需要。通过对复合函数与测距误差的关系进行系统分析,提出通过改变复合函数降低测距误差的方法,并用m序列及新复合函数设计新测距码。共设计8个新测距码,测距误差方差比已知测距码降低0.28~3.78dB,无模糊测距距离从7.5×10^(4)km提升至117×10^(4)~17884×10^(4)km,扩展了15~2384倍。其中包含一种直流分量为0的完全均衡的测距码。仿真结果表明:新测距码能为未来深空通信及深空探测提供更远距离内更高精度的距离测量支撑。

关键词：深空通信再生测距伪随机测距码 m序列无模糊距离测距精度

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HBC电池背面薄膜设计与生长工艺研究

HBC电池背面薄膜设计与生长工艺研究

作者：李赛南昌大学

学位级别：硕士

晶硅太阳能电池在光伏技术领域的发展受到了极大的关注。近年来,快速发展的背接触异质结（HBC）太阳能电池兼具异质结太阳能电池高开路电压和背接触太阳能电池高短路电流的优势,具有转换效率优势和极高的产业化潜力。本课题对HBC电池背... 详细信息

晶硅太阳能电池在光伏技术领域的发展受到了极大的关注。近年来,快速发展的背接触异质结（HBC）太阳能电池兼具异质结太阳能电池高开路电压和背接触太阳能电池高短路电流的优势,具有转换效率优势和极高的产业化潜力。本课题对HBC电池背面薄膜设计和生长工艺进行系统研究,先通过理论模拟研究HBC电池背面重掺杂层p/n区的厚度和掺杂浓度对电池性能的影响。再使用硬掩膜的方法实现图形化和热丝化学气相沉积（HWCVD）设备进行实验研究,内容主要包括探究镀膜时间、B2H6/PH3流量对背面p/n区薄膜的膜厚、电导率和接触电阻的影响,以及研究不同的生长工艺的电池性能。主要结论如下:（1）通过器件模拟分析可得,n型掺杂层的厚度和p型掺杂层的厚度均为10 nm时,可以获得性能比较最佳的HBC电池,且p型掺杂层掺杂浓度尽可能高,n型掺杂层适当降低掺杂浓度,能够在实现相同的电池性能结果下降低成本。（2）B2H6和PH3的流量会对薄膜电导率造成影响,B2H6和PH3的流量都是在30 sccm获得了较高的电导率,分别是1.69×10-3S/cm、2.4×10-4S/cm。在接触电阻率方面,n型层的镀膜时间为20 s,PH3流量为20 sccm时,可获得最小的接触电阻率,p型层的镀膜时间为30 s时,接触电阻率最小,而随着B2H6流量的增加,接触电阻率先增大后减小,但基本稳定在2.4-2.6 mΩ·cm2。（3）通过对不同生长工艺下所得的HBC太阳电池性能进行对比分析,发现随着p型薄膜膜厚的增加,在镀膜时间为25 s时可获得最高转换效率。而对于n型薄膜,镀膜时间30 s时Eff最高。掺杂量方面,当B2H6流量为35 sccm、PH3流量为30 sccm时电池性能最佳。热丝电流方面,镀p型薄膜的热丝电流为32 A,n型薄膜的热丝电流为31 A时,可获得最高的转换效率。（4）实验过程中发现银浆的印刷质量会对电池效率造成明显影响,在相同薄膜生长条件下,银浆印刷较为连续、平整的电池片要比印刷出现断开情况的效率高5.34%abs。经优化后,最终获得了开路电压为0.716 V,短路电流密度为42.31 mA/cm2,填充因子为64.31%,转换效率为19.5%的HBC电池。

关键词： HWCVD HBC电池 n/p-a-Si:H薄膜电导率热丝电流

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19世纪末美国海军主义与美国霸权崛起

史学月刊 2024年第1期 102-116页

作者：李赛林伦敦大学学院伦敦300071

19世纪末的美国饱受经济危机和社会动荡等内部矛盾的困扰,并且受到来自欧洲列强的海上军事威胁。美国海军主义在这种历史背景下应运而生,它结合了英国的海权思想和本土的进步主义思想,主张取得制海权,建造强大舰队,鼓励军事技术创新以... 详细信息

19世纪末的美国饱受经济危机和社会动荡等内部矛盾的困扰,并且受到来自欧洲列强的海上军事威胁。美国海军主义在这种历史背景下应运而生,它结合了英国的海权思想和本土的进步主义思想,主张取得制海权,建造强大舰队,鼓励军事技术创新以及对外扩张。海军主义带有明显的精英色彩,是一种为精英阶层服务的社会思潮,海军军官和职业政客是这一思潮的核心支持者。为了获取民众对海军的关注和支持,上述海军主义者通过科普读物、报纸期刊以及海军公共活动将这种思潮与爱国主义绑定从而推向了美国社会。海军主义在19世纪80年代对美国国内政治产生初步影响,推动了远洋海军的建设,最终在19世纪90年代开始干涉外交决策。它在萨摩亚危机和委内瑞拉危机的解决过程中迅速发展,直接刺激了1898年美西战争的爆发,为美国全球霸权的强势崛起铺平了道路。

关键词：海权论海军主义干涉主义美国外交美国霸权

宽压力与宽温度范围内弹性体材料结构、动力学与性能演化的全原子计算模拟

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宽压力与宽温度范围内弹性体材料结构、动力学与性能演化的全原子...

作者：李赛北京化工大学

学位级别：硕士

弹性体材料作为材料科学的重要分支,在国防、军工、医疗和汽车等众多领域中扮演着不可替代的角色。目前,弹性体材料已经广泛应用于各种环境中,包括宽泛的压力和温度范围,需要根据实际需求的不同来选择适当的弹性体材料。因此,本课题采... 详细信息

弹性体材料作为材料科学的重要分支,在国防、军工、医疗和汽车等众多领域中扮演着不可替代的角色。目前,弹性体材料已经广泛应用于各种环境中,包括宽泛的压力和温度范围,需要根据实际需求的不同来选择适当的弹性体材料。因此,本课题采用全原子分子动力学模拟方法,研究了不同弹性体材料在宽压力和宽温度范围内的结构与性能。具体内容如下:（1）纯橡胶材料体系在宽压力与宽温度范围内的模拟研究首先,本工作构建了天然橡胶（NR）、顺丁橡胶（BR）和丁苯橡胶（SBR）的纯橡胶体系全原子模型,在宽压力范围（1 atm、300 atm、600atm、900 atm）和宽温度范围（150 K、200 K、250 K、298 K、350 K）内研究了它们的静态和动态性能。常压下玻璃化转变温度（Tg）的模拟计算值与已报道的实验值具有很好的一致性;压力每增加100 atm,纯橡胶体系的Tg增加约2.3 K。此外,纯橡胶体系模拟计算的热膨胀系数（TEC）与实验值的相对误差较小,且橡胶态的TEC明显高于玻璃态。对P-V-T关系和体积模量的分析表明,升高压力或降低温度导致等温体积模量（BT）升高。通过分析纯橡胶材体系的动态性能发现,均方位移（MSD）随着温度升高或压力降低而升高,而升高温度会降低纯橡胶体系的拉伸强度。（2）橡胶/SiO2纳米复合材料体系和交联橡胶材料体系在宽压力与宽温度范围内的模拟研究将SiO2纳米颗粒和交联键分别引入到橡胶材料体系中,探究了纳米填料和交联对橡胶性能的影响,并对压力和温度对橡胶材料的结构与性能的影响进行了定性表征和定量分析。填料和交联均会提高橡胶的Tg和降低TEC。压力每增加100 atm,橡胶纳米复合材料的Tg增加2.4 K-2.7 K,交联NR和SBR的Tg增加约3.3 K,而交联BR的Tg增加2 K。由于SiO2纳米颗粒和交联键会限制橡胶分子链的运动能力,因此橡胶纳米复合材料和交联橡胶的TEC均低于纯橡胶。橡胶纳米复合材料的最小体积比（V/V0）减小,而交联橡胶的最小V/V0增加。SiO2纳米颗粒和交联均降低了橡胶材料的MSD对压力的敏感性。总之,本研究系统地探讨了不同弹性体材料在较宽压力和温度范围内的结构、动力学与机械性能,为弹性体材料在实际对应工况中的设计和应用提供了有价值的理论指导。

关键词：橡胶聚合物静态和动态性能全原子分子动力学模拟

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水平井PDC钻头井底流场数值模拟研究

水平井PDC钻头井底流场数值模拟研究

作者：李赛长江大学

学位级别：硕士