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Bridging buried interface enable 24.67%-efficiency doctor-bladed perovskite solar cells in ambient condition

Nano Research 2024年第9期17卷 8068-8076页

作者： Jianhui Chang Erming feng xiangxiang feng Hengyue Li Yang Ding Caoyu Long Siyuan Lu Haixia Zhu Wen Deng Jiayan Shi Yingguo Yang Si Xiao Yongbo Yuan Junliang Yang Hunan Key Laboratory for Super-microstructure and Ultrafast Process School of PhysicsCentral South UniversityChangsha 410083China Hunan Key Laboratory of Nanophotonics and Devices School of PhysicsCentral South UniversityChangsha 410083China Textile and Fashion Collage Hunan Institute of EngineeringXiangtan 411101China Shanghai Synchrotron Radiation Facility Shanghai Advanced Research InstituteChinese Academy of SciencesShanghai 201204China State Key Laboratory of Powder Metallurgy Central South UniversityChangsha 410083China

Scalable deposition of high-efficiency perovskite solar cells(PSCs)is critical to accelerating their commercial ***,a significant number of defects are distributed at the buried interface of perovskite film fabricated by scalable deposition,exhibiting much negative influence on the efficiency and stability of ***,2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid potassium salt(MESK)is incorporated as the bridging layer between the tin oxide(SnO_(2))electron transport layer(ETL)and the perovskite film deposited via scalable two-step doctor *** experiment and simulation results demonstrate that MESK can passivate the trap states of Sn suspension bonds,thereby enhancing the charge extraction and transport of the SnO_(2)***,the strong interaction with uncoordinated Pb ions can modulate the crystal growth and crystallographic orientation of perovskite film and passivate buried *** employing MESK interface bridging,PSCs fabricated via scalable doctor blading in ambient condition achieve a power conversion efficiency(PCE)of 24.67%,which is one of the highest PCEs for doctor-bladed PSCs,and PSC modules with an active area of 11.35 cm^(2)achieve a PCE of 19.45%.Furthermore,PSCs exhibit excellent long-term stability,and the unpackaged target device with a storage of 1680 h in ambient condition(25℃and humidity of 30%relative humidity(RH))can maintain more than 90%of the initial *** research provides a strategy for constructing a high-performance interface bridge between SnO_(2)ETL and perovskite film,and achieving efficient and stable large-area PSCs and modules fabricated via scalable doctor-blading process in ambient condition.

关键词： perovskite solar cells doctor blading buried interface defect passivation orientation regulation

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热轧加工协同提升Ti_(45)Zr_(40)Al_(5)Nb_(5)V_(5)轻质高熵合金强韧性能

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真空科学与技术学报 2024年第7期44卷 564-569页

作者：冯向向张朝晖何杨宇贾晓彤王强刘娅程兴旺刘迪北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学唐山研究院唐山市特种金属与陶瓷材料重点实验室唐山063000 航天科工防御技术研究试验中心北京100854

文章制备了一种密度为5.6 g/cm^(3)的新型轻质Ti_(45)Zr_(40)Al_(5)Nb_(5)V_(5)高熵合金,并研究了热轧温度对该合金的微观结构和力学性能的影响。从提升合金强韧性出发,采用不同的热轧温度对Ti_(45)Zr_(40)Al_(5)Nb_(5)V_(5)合金进行了... 详细信息

文章制备了一种密度为5.6 g/cm^(3)的新型轻质Ti_(45)Zr_(40)Al_(5)Nb_(5)V_(5)高熵合金,并研究了热轧温度对该合金的微观结构和力学性能的影响。从提升合金强韧性出发,采用不同的热轧温度对Ti_(45)Zr_(40)Al_(5)Nb_(5)V_(5)合金进行了轧制处理。并测定了同等40%变形量下(厚度从22 mm变为13.2 mm),700℃~1000℃的热轧温度时该合金的相结构、微观组织和拉伸力学性能。结果表明,热轧后Ti_(45)Zr_(40)Al_(5)Nb_(5)V_(5)合金始终保持单相BCC结构,晶粒尺寸下降了25.6%~53.7%,而且拉伸强度随热轧温度先升高后下降,延伸率不断升高。最佳的热轧温度为800℃,此时合金具有202μm的平均晶粒尺寸、917 MPa的拉伸屈服强度和11.3%的延展性,晶粒细化和位错强化是其性能提升的根本原因,该研究有望为高强韧化轻质金属结构材料的研发提供理论依据。

关键词：高熵合金热轧微观组织拉伸力学性能

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离子液体界面修饰的高效稳定FAPbI_(3)钙钛矿太阳能电池

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物理化学学报 2024年第6期40卷 34-37页

作者： Yameen Ahmed 封想想高远基丁洋龙操玉 Mustafa Haider 李恒月李专黄誓成 Makhsud I.Saidaminov 阳军亮中南大学物理与电子学院超微结构与超快过程湖南省重点实验室长沙410083 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 广西晶联光电材料有限公司广西柳州545036 中南大学材料科学与工程学院长沙410083 Department of Electrical&Computer Engineering University of Victoria3800 Finnerty RoadVictoriaBritish Columbia V8P 5C2Canada Department of Chemistry University of Victoria3800 Finnerty RoadVictoriaBritish Columbia V8P 5C2Canada

碘铅甲眯(FAPbI_(3))钙钛矿太阳能电池因其优异的光伏性能而受到广泛关注,但器件的长期稳定性仍然是FAPbI_(3)太阳能电池的关键问题。FAPbI_(3)黑色钙钛矿相在室温下会相变为黄色非钙钛矿相,且水分会加速这一相变。界面工程是提高钙钛... 详细信息

碘铅甲眯(FAPbI_(3))钙钛矿太阳能电池因其优异的光伏性能而受到广泛关注,但器件的长期稳定性仍然是FAPbI_(3)太阳能电池的关键问题。FAPbI_(3)黑色钙钛矿相在室温下会相变为黄色非钙钛矿相,且水分会加速这一相变。界面工程是提高钙钛矿太阳能电池稳定性的常用方法之一。作为绿色溶剂,离子液体被认为是有毒界面修饰剂的潜在替代品,这也提高了它们的商业可行性,并加速了它们在可再生能源市场的应用。本研究利用具有低挥发性、低毒性、高导电性和高热稳定性的离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIM[BF_(4)])来修饰钙钛矿太阳能电池的电子传输层和钙钛矿层之间的界面。离子液体的引入不仅减少了界面缺陷,而且提高了钙钛矿薄膜的质量。密度泛函理论计算表明,离子液体与钙钛矿表面之间存在较强的界面相互作用,有利于降低钙钛矿表面缺陷态密度,稳定钙钛矿晶格。除钙钛矿薄膜缺陷外,溶液处理的SnO_(2)也存在表面缺陷。在SnO_(2)表面的缺陷产生缺陷态,也会导致能带对准问题和稳定性问题。密度泛函理论计算表明,有离子液体的表面间隙态比没有离子液体的表面间隙态小,这种减弱的表面间隙态表明表面区域载流子复合减少,有利于提高器件性能。因此,我们实现了功率转换效率大于22%的离子液体修饰的FAPbI_(3)钙钛矿太阳能电池(对照21%)。在相对湿度~20%的干箱中存放1800h以上后,冠军器件保留了初始状态的~90%,而控制器件降解为非钙钛矿黄色六方相(δ-FAPbI_(3))。

关键词： FAPbI_(3) 相稳定性 SnO_(2) 钙钛矿太阳能电池离子液体界面工程

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变形诱导析出相实现Ti_(45)Zr_(40)A_(l5)Nb_(5)V_(5)轻质高熵合金强塑性协同提升

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真空科学与技术学报 2024年第8期44卷 679-686页

钛基高熵合金具有比强度高,低密度等优越性能,被军工业和科研界广泛关注。然而,如何寻找并通过改进加工手段获取兼顾强度和塑性的钛基高熵合金材料,建立起加工方式、材料微观组织和力学性能之间的联系仍需深入研究。文章通过真空悬浮熔... 详细信息

钛基高熵合金具有比强度高,低密度等优越性能,被军工业和科研界广泛关注。然而,如何寻找并通过改进加工手段获取兼顾强度和塑性的钛基高熵合金材料,建立起加工方式、材料微观组织和力学性能之间的联系仍需深入研究。文章通过真空悬浮熔炼制备了一种密度为5.6 g/cm3的新型高熵合金Ti45Zr40Al5Nb5V5,进一步采用多级轧制法强化并增韧合金。研究发现多级轧制诱导了Ti45Zr40Al5Nb5V5合金中B2和HCP析出相的形成。同时将晶粒尺寸由387μm减小到89.5μm。析出相和细晶强化相结合的方式协同提高了Ti45Zr40Al5Nb5V5材料的强度和塑性,材料的拉伸屈服强度提升了35.2%至1149 MPa,延展性提升到10%,相较于铸态合金提升了34.0%。

关键词：轻质高熵合金析出相强化微观组织力学性能

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Manipulating the Migration of Iodine Ions via Reverse-Biasing for Boosting Photovoltaic Performance of Perovskite Solar Cells

Manipulating the Migration of Iodine Ions via Reverse-Biasin...

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第十届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

作者： Keqing Huang xiangxiang feng The Duong Junliang Yang School of Physics and Electronics Central South University College of Engineering and Computer Science Australian National University

Perovskite solar cells(PSCs) are being developed rapidly,and more studies still need to be deepened for accelerating the potential commercialization of ***,it is the first time to find that the device performance can be improved by reverse-biasing,for example,at-0.4 V for 3 min in dark(Figure 1).The exploration of this intriguing phenomenon indicates that the reverse bias can increase the charge recombination resistance,improve the carrier transport and enhance the built-in electric ***,iodine ions including iodine interstitials in perovskites are confirmed to migrate and accumulate at the SnO/perovskite interface under reverse-biasing,which fill the iodine vacancies at the SnO/perovskite interface and interact with the ***-principles calculations suggest that the SnO/perovskite interface with less iodine vacancies has a stronger interaction and higher charge transfer,leading to larger built-in electric field and improved charge *** ions that may pass through the SnO/perovskite interface have also been confirmed to be able to interact with Sn and passivate oxygen vacancies on the surface of *** a result,an efficiency of 23.48% with the open-circuit voltage of 1.16 V has been achieved for reverse-biased *** results are of great significance to improve the device performance and reveal the physics of PSCs under reverse bias.

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Restricting the Formation of Pb-Pb Dimer via Surface Pb Site Passivation for Enhancing the Light Stability of Perovskite

Restricting the Formation of Pb-Pb Dimer via Surface Pb Site...

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第九届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会

作者： xiangxiang feng Biao Liu Yongyi Peng Chuanjia Tong Junliang Yang School of Physics and Electronics Central South University

Recent experiments demonstrated that the passivation surface via forming strong chemical bond could effectively improve the light stability of perovskite solar cells.[1-3] But, the underlying reasons are not clear. Herein, the elusive underlying mechanisms of light stability enhancement are explained in details using the first principles calculations. The small polaron model and self-trapped exciton model demonstrate that iodine vacancy defect on the surface of perovskite could trap a free electron in the presence of light illumination. The trapped electron occupying the iodine vacancy led to a significant rearrangement of the Pb-I lattice, creating a new chemical species, i.e., a Pb-Pb dimer bound in the typical perovskite of CHNHPbI. The Pb-Pb dimer distorts the Pb-I octahedral lattice and reduce the defect formation energy of the I atoms. The surface Pb site passivation can prevent the formation of the Pb-Pb dimer, thereby improving the light stability. In addition, the strong ionic bond could better stabilize the Pb site.[4]

关键词： Perovskite Pb-Pb dimer passivation iodine vacancy light stability

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Remarks on Sharp Interface Limit for an Incompressible Navier-Stokes and Allen-Cahn Coupled System

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Chinese Annals of Mathematics,Series B 2023年第5期44卷 663-686页

作者： Song JIANG xiangxiang SU feng XIE Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beijing 100088China School of Mathematical Sciences Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China School of Mathematical Sciences CMA-ShanghaiShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China

The authors are concerned with the sharp interface limit for an incompressible Navier-Stokes and Allen-Cahn coupled system in this *** the thickness of the diffuse interfacial zone,which is parameterized by ε,goes to zero,they prove that a solution of the incompressible Navier-Stokes and Allen-Cahn coupled system converges to a solution of a sharp interface model in the L^(∞)(L^(2))∩L^(2)(H^(1))sense on a uniform time interval independent of the small parameterε.The proof consists of two parts:One is the construction of a suitable approximate solution and another is the estimate of the error functions in Sobolev *** the careful energy estimates,a spectral estimate of the linearized operator for the incompressible Navier-Stokes and Allen-Cahn coupled system around the approximate solution is essentially used to derive the uniform estimates of the error *** convergence of the velocity is well expected due to the fact that the layer of the velocity across the diffuse interfacial zone is relatively weak.

关键词： Sharp interface limit Incompressible Navier-Stokes equations AllenCahn equation Spectral estimate Energy estimates

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沸石-核桃壳曝气生物滤池去除废水中氨氮的研究

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工业水处理 2017年第5期37卷 45-49页

作者：丁绍兰封香香谢林花陕西科技大学环境科学与工程学院陕西西安710021

采用核桃壳和沸石组合作为曝气生物滤池填料,处理废水中的NH_4^+-N。试验期间,每天定时监测曝气生物滤池进水和出水的pH、溶解氧、COD、NH_4^+-N、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等水质指标。考察了核桃壳-沸石曝气生物滤池的脱氮性能,研究了水... 详细信息

采用核桃壳和沸石组合作为曝气生物滤池填料,处理废水中的NH_4^+-N。试验期间,每天定时监测曝气生物滤池进水和出水的pH、溶解氧、COD、NH_4^+-N、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等水质指标。考察了核桃壳-沸石曝气生物滤池的脱氮性能,研究了水力负荷和气水比对曝气生物滤池去除NH_4^+-N效率的影响。此外,研究了曝气生物滤池的沿程特性。试验结果表明,核桃壳和沸石是可取的曝气生物滤池填料,具有较好的硝化能力,能有效地去除污染物。最佳水力负荷为0.04 m/h,最佳气水比为6∶1,在此条件下,NH_4^+-N去除率保持在80%以上。填料层底部向上25~55 cm段为NH_4^+-N去除高效段。

关键词：曝气生物滤池核桃壳沸石氨氮

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电子式电流互感器温度循环试验方法研究

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电测与仪表 2014年第24期51卷 65-69页

作者：黄华胡蓓冯翔翔唐鹏中国电力科学研究院武汉430074

电子式电流互感器是智能电网的关键设备之一,但由于其工作原理所决定,采用了大量的光电器件,易受到温度变化的影响。目前IEC标准、国家标准以及国网公司性能检测方案等提出的电子式互感器温度循环的试验方法和要求相对比较简单,不能完... 详细信息

电子式电流互感器是智能电网的关键设备之一,但由于其工作原理所决定,采用了大量的光电器件,易受到温度变化的影响。目前IEC标准、国家标准以及国网公司性能检测方案等提出的电子式互感器温度循环的试验方法和要求相对比较简单,不能完全满足电子式互感器在变电站现场复杂环境的使用要求。针对其试验方法和要求进行了分析研究,提出了在全温度范围内实时测量电子式互感器温度特性的试验方法和要求。对选取的电子式互感器样机进行了试验验证与结果分析,表明提出的电子式互感器试验方法和要求更能考核电子式互感器的温度特性。

关键词：智能电网电子式电流互感器温度特性试验方法试验要求

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Design of multilayer cellular neural network based on memristor crossbar and its application to edge detection

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Journal of Systems Engineering and Electronics 2023年第3期34卷 641-649页

作者： YU Yongbin TANG Haowen feng Xiao WANG xiangxiang HUANG Hang School of Information and software Engineering University of Electronic Science and Technology of ChinaChengdu 610054China

Memristor with memory properties can be applied to connection points(synapses)between cells in a cellular neural network(CNN).This paper highlights memristor crossbar-based multilayer CNN(MCM-CNN)and its application to edge *** MCM-CNN is designed by adopting a memristor crossbar composed of a pair of ***-CNN based on the memristor crossbar with changeable weight is suitable for edge detection of a binary image and a color image considering its characteristics of programmablization and *** of merit(FOM)is introduced to evaluate the proposed structure and several traditional edge detection operators for edge detection *** results show that the FOM of MCM-CNN is three times more than that of the traditional edge detection operators.

关键词： edge detection figure of merit(FOM) memristor crossbar synaptic circuit memristor crossbar-based cellular neural network(MCM-CNN)

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