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利用溅射ITO层增强钙钛矿太阳电池的稳定性研究

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太阳能学报 2024年第4期45卷 65-71页

作者：蒋树刚张晨轩刘红燕刘晔于威路万兵新能源光电器件国家地方联合工程实验室河北大学物理科学与技术学院保定071002 保定学院汽车与电子工程学院保定071002

为增强以银为背电极的正置结构有机-无机金属卤化物钙钛矿太阳电池(PSCs)的长期稳定性,研究利用射频磁控溅射技术在氧化钼层与银背电极之间沉积一层铟锡氧化物(ITO)来对PSCs进行内封装的技术。为防止ITO层溅射对下方已沉积的钙钛矿层和... 详细信息

为增强以银为背电极的正置结构有机-无机金属卤化物钙钛矿太阳电池(PSCs)的长期稳定性,研究利用射频磁控溅射技术在氧化钼层与银背电极之间沉积一层铟锡氧化物(ITO)来对PSCs进行内封装的技术。为防止ITO层溅射对下方已沉积的钙钛矿层和有机空穴传输层造成损伤,研究ITO层溅射功率和厚度对PSCs光伏性能的影响,获得优化的ITO层制备工艺,发现在ITO层溅射功率为30 W、厚度为40 nm时所制备的PSCs光伏性能最优。为进一步提升PSCs性能,对比溅射法和热蒸发法沉积银背电极对PSCs性能的影响,发现与蒸发法相比,采用溅射银背电极的PSCs光伏性能更佳,其光电转换效率可达到17.86%。PSCs光伏性能的长期稳定性测试和X射线衍射结果分析表明,溅射ITO阻隔层的插入可有效抑制钙钛矿层中的卤素离子与银背电极之间的扩散反应,在不降低PSCs效率的同时可显著改善PSCs稳定性,所制备的PSCs在干燥空气中存放4500h后仍能保持初始效率的95%。

关键词：钙钛矿太阳电池稳定性溅射电极封装

Al_(2)O_(3)表面包覆增强K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)荧光粉发光性能和湿热稳定性

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发光学报 2024年第3期45卷 443-449页

作者：段凌岳路万兵王智逾赵金鑫王大伟刘海旭于威河北大学物理科学与技术学院新能源光电器件国家地方联合工程实验室河北保定071002 河北利福光电技术有限公司河北省半导体照明与显示关键材料重点实验室河北保定071000

研究了粉末原子层沉积技术(ALD)在白光LED用K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)(KSFM)红色荧光粉包覆和表面改性中的应用,以及对其结构特性、发光性能和湿热环境中稳定性的影响。结果表明,采用ALD技术以三甲基铝作为前驱体、臭氧作为氧化剂,可以在K... 详细信息

研究了粉末原子层沉积技术(ALD)在白光LED用K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)(KSFM)红色荧光粉包覆和表面改性中的应用,以及对其结构特性、发光性能和湿热环境中稳定性的影响。结果表明,采用ALD技术以三甲基铝作为前驱体、臭氧作为氧化剂,可以在KSFM表面形成氧化铝包覆层。X射线衍射、表面形貌分析表明,ALD处理过程不会影响KSFM荧光粉的晶相和形貌特征。发光光谱分析表明,由于氧化铝钝化特性还会增强KSFM荧光粉的发光强度,并且不改变其发光波长。相较于未经包覆的KSFM荧光粉,包覆层可以显著改善KSFM粉末的湿热环境稳定性,ALD包覆后样品的相对发光强度在85%湿度/85℃环境中老化处理24 h后仍能保持初始值的84%。

关键词： K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+) 红色荧光粉表面改性原子层沉积湿热稳定性

复合醇原位微乳液增溶含水层四氯乙烯性能研究

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3858-3866页

作者：孙日红董军张伟红莫言阳于童吉林大学新能源与环境学院石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室吉林长春130021

利用绿色非离子表面活性剂月桂基葡糖苷(APG1214)制备了适用于修复地下水四氯乙烯(PCE)污染的复合醇原位微乳液,探究了环境因素对微乳液成相能力和增溶性能的影响,并模拟含水层考察其原位淋洗PCE性能.结果表明,1.0wt.%APG1214-5.6wt.%... 详细信息

利用绿色非离子表面活性剂月桂基葡糖苷(APG1214)制备了适用于修复地下水四氯乙烯(PCE)污染的复合醇原位微乳液,探究了环境因素对微乳液成相能力和增溶性能的影响,并模拟含水层考察其原位淋洗PCE性能.结果表明,1.0wt.%APG1214-5.6wt.%异丁醇/正丙醇(1:1)-0.8wt.%NaCl微乳液具有适宜的醇宽,对PCE增溶浓度约为550g/L,在减轻含水层介质吸附、控制污染物垂向迁移、避免二次污染等方面表现出良好性能.环境因素对微乳液成相稳定性影响不显著,在强酸性和低温环境下增溶性能减弱.原位淋洗过程通过增流和增溶作用去除介质中的PCE,淋洗后PCE的去除率达到99.4%.总之,该微乳液具有增溶能力强、醇宽大、表面活性剂用量低的优点,且环境适用范围广,原位淋洗PCE去除率高,适用于修复地下水PCE污染.

关键词：微乳液四氯乙烯原位增溶

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大功率并网变流器离散域电流控制策略

电工技术学报 2024年第8期39卷 2523-2540页

作者：王旭杨淑英李典张兴合肥工业大学可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室合肥230009

兆瓦级大功率并网变流器的开关频率较低,延迟和离散化误差对控制性能影响较大,导致动态响应慢、电网背景谐波影响大等问题。因此,直接离散域控制系统设计成为必要。该文针对LCL滤波并网变流器建立离散域数学模型,并基于此提出桥臂侧电... 详细信息

兆瓦级大功率并网变流器的开关频率较低,延迟和离散化误差对控制性能影响较大,导致动态响应慢、电网背景谐波影响大等问题。因此,直接离散域控制系统设计成为必要。该文针对LCL滤波并网变流器建立离散域数学模型,并基于此提出桥臂侧电流和网侧电流融合的离散域电流控制器。同时,为了在不额外增加电流传感器和检测电路的情况下获取并网电流信息,设计电容电压微分器,实现网侧电流的估算,降低硬件复杂性和控制成本。研究表明,该文设计的离散域电流控制器,具有较好的动态性能和电网背景谐波抑制能力。最后,通过硬件在环半实物仿真系统对所提设计进行了实验验证。

关键词： LCL型并网变流器低开关频率离散域控制背景谐波

并网逆变器LVRT同步稳定性分析及其优化策略

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太阳能学报 2024年第2期45卷 309-317页

作者：王继磊张兴韩峰付新鑫合肥工业大学可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室合肥230009

针对现有低电压穿越(LVRT)研究难以准确全面评估变流器同步运行能力的问题,首先结合LVRT特性和电网侧特性定量研究不同因素对准静态平衡点的影响,揭示系统准静态平衡点的存在条件。其次,分析LVRT特性对并网逆变器暂态稳定性和小信号稳... 详细信息

针对现有低电压穿越(LVRT)研究难以准确全面评估变流器同步运行能力的问题,首先结合LVRT特性和电网侧特性定量研究不同因素对准静态平衡点的影响,揭示系统准静态平衡点的存在条件。其次,分析LVRT特性对并网逆变器暂态稳定性和小信号稳定性的影响,明晰电网故障期间系统不仅存在暂态失步的风险,而且难以在准静态平衡点稳定运行。基于以上理论分析,提出一种提高并网逆变器LVRT同步运行能力的优化策略。该策略在LVRT期间根据电网运行状态自适应调整锁相环参数,不仅可降低系统暂态失步的风险,还可增强其小信号稳定裕度。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和优化策略的有效性。

关键词：逆变器暂态稳定性锁相环小信号稳定性准静态平衡点

轻载工况下基于效率优化的双向无线电能传输系统半桥调制策略

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3224-3234,I0024页

作者：王付胜杨金涛范政周梦豪王涵宇李飞可再生能源接入电网技术国家地方联合工程实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009

针对基于全桥拓扑的双向双LCC无线充电系统调制策略在轻载工况下功率因数和效率下降严重的问题,该文在不改变全桥结构的基础上,提出一种半桥调制策略。首先对双向双LCC补偿电路进行通态效率建模,并定量分析影响效率的关键变量及其约束条... 详细信息

针对基于全桥拓扑的双向双LCC无线充电系统调制策略在轻载工况下功率因数和效率下降严重的问题,该文在不改变全桥结构的基础上,提出一种半桥调制策略。首先对双向双LCC补偿电路进行通态效率建模,并定量分析影响效率的关键变量及其约束条件,从而为调制策略的优化提供理论依据;在此基础上,对所提双边半桥调制策略的工作原理、正导通角优化关系及软开关实现条件进行详细分析,证明该策略在保证开关器件零电压导通的同时,可显著减小外移相角,从而有效提高系统的功率因数和运行效率;最后,搭建3.3 kW的双向无线电能传输系统样机进行对比实验,实验结果表明,所提半桥调制策略在1/4满载及以下的轻载工况下效率最高可达95.6%,且在输出电压宽范围变化时都能够取得明显的优化效果。

关键词：双向无线电能传输软开关双LCC 效率优化半桥调制

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镉系量子点材料的制备及其发光二极管结构优化

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真空科学与技术学报 2024年第5期44卷 401-408页

作者：孟宗羿杨尊先郭太良福州大学平板显示技术国家地方联合工程实验室福州350108

量子点(QDs)纳米晶体具备出众的窄半峰宽,且尺寸和发光波长易调节等优点,成为纳米材料领域的新星,而量子点电致发光二极管(QLED)的应用也随之得到研究人员的关注。文章的研究通过材料配比的设计,调节CdZnS-QDs的尺寸和发光波长,使其在Cd... 详细信息

量子点(QDs)纳米晶体具备出众的窄半峰宽,且尺寸和发光波长易调节等优点,成为纳米材料领域的新星,而量子点电致发光二极管(QLED)的应用也随之得到研究人员的关注。文章的研究通过材料配比的设计,调节CdZnS-QDs的尺寸和发光波长,使其在CdSe-QDs基QLED中辅助器件的性能提升,最终能得到光致发光波长在425~455 nm的蓝紫色CdZnS-QDs。使用宽带隙的CdZnS-QDs作为器件的无机插入层材料,能够对CdSe-QDs作为发光层的QLED的能带匹配、激子传递和界面修饰等进行优化。通过对比实验探索最佳的QDs合成策略,精确控制QDs的发光峰位,并将得到的结晶性强且尺寸均匀的量子点制备CdSe-QDs基电致发光器件,在发光层与无机电子传输层之间插入制备的CdZnS-QDs,得到的器件在电流密度为1000 mA/cm^(2)时,亮度从227188 cd/m^(2)提升到313775 cd/m^(2),最大的电流效率达到38.1 Cd/A。该方法可以为QLED结构的设计提供新的思路。

关键词：无机插入层量子点发光二极管 CdZnS 量子点

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基于量子点@有序介孔复合材料的Micro⁃LED色转换特性

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发光学报 2024年第1期45卷 59-68页

作者：陈晓钢赵梦云蔡俊虎李恭明查楠叶芸徐胜郭太良陈恩果福州大学物理与信息工程学院平板显示技术国家和地方联合工程实验室福建福州350108 中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室) 福建福州350108

量子点(Quantum dots)由于具有优异的光电特性,广泛应用于发光与显示、太阳能电池、光催化等领域,它的发现和合成获得了2023年诺贝尔化学奖。采用量子点色转换的Micro-LED全彩化显示技术无需巨量转移,有望实现大规模量产,然而,量子点在... 详细信息

量子点(Quantum dots)由于具有优异的光电特性,广泛应用于发光与显示、太阳能电池、光催化等领域,它的发现和合成获得了2023年诺贝尔化学奖。采用量子点色转换的Micro-LED全彩化显示技术无需巨量转移,有望实现大规模量产,然而,量子点在高强度Micro-LED出光激发下的性能和寿命仍存在局限。基于此,本文研究了基于量子点@有序介孔(QDs@SBA-15)复合材料的Micro-LED色转换技术及其特性,有序介孔分子筛载体独特的孔道结构不仅能够有效提升Micro-LED色转换和光提取效率,且致密的有序介孔材料也一定程度上保障了量子点的稳定性。首先,通过时域有限差分方法(FDTD)建立了Micro-LED仿真模型,探究量子点粒径和有序介孔材料的孔径对光提取效率的影响;基于仿真结果指导,进一步采用物理共混法制备了QDs@SBA-15复合材料,通过透射光谱、荧光激发光谱、紫外-可见光吸收谱等手段对其进行表征并确定浓度配比;最后,将该复合材料与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合固化成膜,并研究了其光致发光性能。实验结果发现,量子点粒径和介孔材料孔径的匹配度以及量子点和有序介孔材料的比例浓度是影响QDs@SBA-15复合材料发光效率及Micro-LED色转换性能的关键因素;通过优化,所得复合材料可获得优异的发光性能以及良好的环境稳定性,相比于纯量子点色转换层,复合材料的光提取效率提升了81.73%,复合材料的环境稳定性提升了14.33%,以Micro-LED作为蓝光光源组成的三基色发光器件工作色域达到了104.52%NTSC。本研究为量子点色转换Micro-LED显示技术提供了理论指导,为实现Micro-LED全彩化开辟了新路径。

关键词：量子点有序介孔材料色转换 Micro-LED

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乳化纳米铁(EZVI)修复四氯乙烯(PCE)污染含水层的机理研究

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中国环境科学 2024年

作者：赵海峰董军孙晨王为雅祝凯吉林大学新能源与环境学院石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室

在修复氯代烃污染含水层时，乳化纳米铁(EZVI)具有反应活性高、迁移性强、无二次污染的优良性能.为了明确EZVI对含水层四氯乙烯(PCE)的降解途径，探究降解过程对含水层介质矿物成分的影响及修复过程中关键微生物种类和功能，阐明EZVI修... 详细信息

在修复氯代烃污染含水层时，乳化纳米铁(EZVI)具有反应活性高、迁移性强、无二次污染的优良性能.为了明确EZVI对含水层四氯乙烯(PCE)的降解途径，探究降解过程对含水层介质矿物成分的影响及修复过程中关键微生物种类和功能，阐明EZVI修复PCE污染含水层过程中EZVI-PCE-含水层介质-微生物群落反应体系的作用机理.本研究设计EZVI、EVO、EZVI(灭活)三组对照实验，考察不同反应体系中污染物及介质矿物离子浓度变化情况，对含水层介质进行XRD表征与微生物16S rRNA基因测序.结果表明，EZVI对PCE的降解途径主要为化学还原与生物还原，前者作为主要还原途径降解了77.4% 的PCE;降解过程对含水层介质成分的影响包括两个方面，一是钾长石(Kfs)与钠长石(Ab)在酸性条件下的溶蚀反应，二是菱铁矿(Sid)的生成反应;修复过程对微生物群落具有驯化作用，反应结束后微生物群落中的优势菌属为Sporacetigenium、Syntrophomonas、Dechlorosoma，其功能分别为厌氧发酵产酸、产甲烷、生物脱氯.

关键词：乳化纳米铁四氯乙烯含水层介质微生物群落