金属卤化物钙钛矿纳米晶在荧光传感领域的应用进展

摘要:金属卤化物钙钛矿纳米晶因具独特的物理和化学特性,如高光吸收系数、窄发射光谱、高光致发光量子产率以及可调的组分与尺寸等,在发光二极管、太阳能电池、光电探测器、催化、激光、荧光传感等光电技术领域展现出广泛的应用潜力,已成为材料科学领域的研究热点。本文基于金属卤化物钙钛矿纳米晶在荧光传感领域的应用,重点归纳了金属卤化物钙钛矿纳米晶的制备技术、荧光传感机制及在该领域的应用研究进展;同时讨论了其在荧光传感领域应用中面临的稳定性问题及解决方案;最后,总结和展望了具有更高光学性能和稳定性的金属卤化物钙钛矿材料的发展方向。本文旨在通过对其在荧光传感领域应用的综述分析总结,为促进研究人员开发高效稳定的钙钛矿材料提供借鉴。

金属支撑固体氧化物燃料电池共烧结特性研究

摘要:在考虑电池整体热膨胀及陶瓷蠕变的情况下分析电极层和电解质层的烧结机制,阐明金属支撑固体氧化物燃料电池(MS-SOFC) 在不同烧结温度及晶粒尺寸下电极和电解质层微观结构的演变、残余应力的分布及变化规律。通过建立Skorohod-Olevsky Viscous Sintering (SOVS) 模型,模拟在不同烧结温度和不同晶粒尺寸下,MS-SOFC 的各层和各界面的相对密度、应力的分布和演化,并通过高温烧结实验揭示异种晶粒尺寸结构烧结后微观结构形貌的变化。结果表明,电解质和电极的相对密度、各层的残余应力值和突变幅度受到烧结温度的影响。当燃料电池各层材料初始晶粒尺寸较小时,烧结导致的致密化率非常明显,随着晶粒尺寸逐渐增大,其致密化率相对较小,且电池各层的残余应力值和突变幅度逐渐减小。纳米氧化钇稳定氧化锆(YSZ) 电解质层更容易烧结,且比亚微米YSZ 电解质层烧结后微观缺陷降低更多。MS-SOFC 烧结后,阴极和阳极的径向应力为拉伸应力,电解质的径向应力为压缩应力。轴向应力和剪切应力在拉压应力之间周期性变化。拥有微米晶的电极层能够在烧结后保持较大的孔隙率,而拥有纳米晶的电解质在提高电导率的同时还能够降低其致密化烧结温度。当晶体尺寸为纳米级时,残余应力值和分布对烧结温度很敏感。

烧结钕铁硼磁体矫顽力提升技术研究进展

摘要:烧结钕铁硼永磁材料受矫顽力影响,热稳定性较差,在高温工作环境下易退磁,进一步影响磁体的服役特性。因此,行业内对于如何提高烧结钕铁硼磁体的矫顽力研究成为现阶段的重点工作, 目前,通过合金化、晶粒细化、晶界掺杂和晶界扩散等技术可以显著提高钕铁硼磁体的矫顽力。基于以上背景,本文详细阐述了矫顽力的影响机理以及矫顽力提升技术的发展现状,系统分析了各工艺的优缺点,然后重点讨论了晶界扩散技术通过优化晶界相、 增强各向异性场、 增强退磁耦合作用来提高矫顽力的机制,并进一步归纳总结了影响晶界扩散的因素。最后,对未来中国烧结钕铁硼磁体矫顽力提升技术的发展趋势进行了展望,以期望促进中国烧结钕铁硼技术的发展。

PVDF基储能电介质的设计及性能调控相关进展

摘要: 聚合物基介电电容器因具有击穿场强高、介电损耗低、自愈性好以及良好的可加工性等优势,成为了电子电力系统中重要的储能元器件。然而,聚合物的相对介电常数和放电能量密度较低,极大地限制了聚合物基固态电容器向小型化方向发展。因此,提高聚合物相对介电常数,研发高放电能量密度和高储能效率的聚合物基电容器成为了迫切需求。聚偏二氟乙烯(PVDF)以其良好的介电性能和较高的放电能量密度成为研究的热点。本文从电介质的储能原理出发,综述了近年来PVDF 基纳米复合电介质材料的设计及其性能调控的主要方案:(1) 聚合物+无机高介电纳米填料;(2) 聚合物+无机低介电纳米填料;(3) 聚合物+金属纳米粒子。本文为进一步提高聚合物基电介质的储能性能提供了重要参考。

共价有机框架材料在钠金属电池负极保护中的进展

摘要: 钠金属电池是一种利用钠金属作为负极的二次电池,具有钠资源丰富、能量密度高和安全性高等优势,成为一种新型电池技术正在飞速发展。然而,钠金属电池负极也面临着不可控的钠枝晶生长、“死钠”的产生、电解液-电极中间相不稳定等挑战,制约了钠金属电池性能的发挥。为了解决这些问题,开发稳定钠金属沉积/剥离界面层引起了研究者的关注。其中,共价有机框架(COFs) 材料作为一类由共价键连接的晶态多孔材料,因其可调的孔道结构、高比表面积和可修饰的骨架,在隔膜修饰、准固态电解质构筑以及钠负极界面层设计等钠金属负极保护方面已初步显示出巨大潜能。本文综述了近年来COFs 在钠金属电池负极保护中的研究进展,展望了未来存在的挑战与应用前景,为新型COFs 材料的设计、功能开发以及器件制备提供了新思路。

共价有机框架材料在水系锌离子电池正极中的应用

摘要: 水系锌离子电池(AZIB)因其成本低、安全性高和环境友好等特性而备受关注。目前,AZIB 正极材料主要为无机材料,其锌离子扩散动力学迟缓、库仑效率不高、循环稳定性欠佳以及环境危害性等问题,严重制约了它的应用。共价有机框架材料(COF)作为一种新型有机正极材料,以其高比表面积、高孔隙率、优异的电化学性能以及环境友好特性受到关注。本文综述了COF 应用于AZIB 正极中的最新研究进展,包括含羰基、含氮和其他正极材料的设计策略和性能,并探讨了当前面临的挑战和未来发展机遇。

锂离子电池硅氧负极材料固相预锂化研究进展

摘要 :固相预锂化技术因其简单的制备工艺、环境友好性以及出色的预锂化效果已成为硅氧负极材料常用的预锂化方法之一。本文对硅氧材料(SiOx) 固相预锂化技术进行了综述,分类介绍了固相预锂化技术采用的锂源,从电化学性能、工艺流程复杂性以及环境友好性等方面对各类固相预锂化技术进行了对比分析。归纳了锂源湿法包覆SiOx 以及偏硅酸锂(Li2SiO3) 组分调控对固相预锂化性能的提升效果。在此基础之上讨论了现有固相预锂化存在的问题、解决方法以及新的发展方向,并展望了固相预锂化在锂离子电池SiOx 中的应用趋势。

用于锂电池的离子型聚合物合成及其性能

摘要: 离子型聚合物因其高分子链上的共价连接离子基团理化性质独特而具有重要的科研价值和应用前景,且在锂电池等新能源领域得到了应用。离子型单体聚合与聚合物后修饰是合成离子型聚合物的两种主要途径。本文概述了通过两类方法制备的阳离子型、阴离子型和两性离子型聚合物,及其在锂电池电解质、电极保护涂层、电极黏结剂方面的研究进展。鉴于重复结构单元、离子基团种类等因素对材料电导率、迁移数、电化学稳定性、力学强度等性能的显著影响,推动设计合成新结构离子型聚合物,深入展开结构与性能关系研究,有助于进一步研发能够满足特定应用需求的高性能材料,推动发展新一代安全高效且性能稳定的储能设备。

分子掺杂半透明有机太阳能电池研究进展

摘要:发展半透明太阳能电池技术,是实现城市清洁、规模用电的重要策略. 有机太阳能电池的活性层由吸收光谱互补的给、受体材料组成,降低给体材料含量即可增加活性层的可见光透过率;然而,给体含量减少会阻碍光生电荷的产生与收集,引起活性层高透光率与高转换效率之间的矛盾. 本综述从这一难点出发,综述了近年来以分子掺杂为破解方法的半透明有机太阳能电池研究进展,围绕如何实现有机太阳能电池的活性层分子掺杂及分子掺杂如何优化非理想形貌下的光伏过程,依次介绍分子掺杂机理、掺杂剂分布调控、掺杂改善电荷收集和掺杂促进激子解离四方面的研究进展. 最后,概述活性层掺杂有机太阳能电池未来发展所面临的三大挑战.

超薄柔性有机太阳能电池的研究进展

摘要:超薄柔性有机太阳能电池(ultrathin and flexible organic solar cells, UF-OSCs)凭借其卓越的柔韧性及高功率重量比,在可穿戴电子设备、柔性显示技术等领域展现出巨大的应用潜力. 然而,UF-OSCs 的光电转换效率(PCE)与刚性器件相比,仍存在较大的提升空间. 为了提高UF-OSCs 的性能,国内外研究人员从器件的材料及结构等方面展开了深入研究. 其中,超薄柔性透明电极(UFTE)作为器件组成的关键部分,其性能对电池的整体效率和稳定性有着直接影响. 本文以UFTE为切入点,结合界面层和器件结构工程等多种策略,对UF-OSCs 的最新研究进展进行了详细分析. 此外,还简要介绍了大面积UF-OSCs 的潜在应用. 最后,提出了UF-OSCs进一步发展所面临的挑战,并展望了其在柔性电源领域的应用前景.