基于机器视觉的太阳能电池片缺陷检测算法综述

摘要:太阳能电池片(Photovoltaic, PV)表面缺陷检测是光伏组件生产中不可或缺的流程。基于机器视觉的自动缺陷检测方法因其高精度、实时性、低成本等优点得到了广泛应用。本文综述了基于机器视觉的太阳能电池片表面缺陷检测方法的研究进展。首先,阐述了太阳能电池片表面成像方式,列举了典型缺陷类型。然后重点分析了基于传统机器视觉算法及基于深度学习算法进行太阳能电池片表面缺陷检测的原理。将传统机器视觉算法分为图像域分析法、变换域分析法进行综述;从无监督学习、有监督学习和弱监督及半监督学习三个方面分别概述了近几年来基于深度学习的太阳能电池片表面缺陷检测的研究现状。对太阳能电池片表面缺陷检测各种典型方法进一步细分归类和对比分析,总结了每种方法的优缺点。随后,介绍了9 种太阳能电池片表面缺陷图像数据集及缺陷检测性能评价指标。最后,系统总结了太阳能电池片缺陷检测常见的关键问题及其解决方法,对太阳能电池片表面缺陷检测的未来发展趋势进行了展望。

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。

大功率风电轴承技术进展

摘要:面向国家“双碳”战略,风电装备向更大功率方向迅速发展,也对大功率风电装备中不同类型和系列的滚动轴承提出了大型化、长寿命、高可靠性、智能化和高效运行等更高的技术要求。本文评述大功率风电轴承技术发展的现状、趋势和关键内容,涉及轴承数字化设计、材料与热处理、高性能制造、智能装配、检验测试与试验、智能运维等多个方面,以期为大功率风电轴承产业发展提供参考。

风力发电机部件绿色选型综合评价方法

摘要:为节约风力发电机成本,通过从多个维度权衡风力发电机综合效益、处理定性指标与定量指标的关系、解决定性指标主观因素过大的问题,针对风力发电机部件进行初步选型,确定了需要绿色选型的4种部件,即发电机驱动、变桨、偏航、主传动.基于可持续性评价框架,在全生命周期评价的基础上引入全生命周期成本分析,针对风力发电机制造、安装、使用过程的不同特点引入技术因素,建立部件绿色选型综合评价指标体系.从3个维度分别收集和计算风力发电机部件评价指标值,其中采用切削比能的方法解决加工过程能量消耗数据缺失的问题.在此基础上构建可持续性综合评价模型,建立风力发电机部件评价目标,采用蚁群算法优化最合适的参数.用优化后的模型参数对风力发电机可选部件进行评价,选取综合效益指标最高的部件用于设计和生产.

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.

锌离子电池的锌金属负极和电解液的研究进展

摘要:水系锌离子电池作为一种二次电池,具有安全性好、成本低和能量密度高等优点,有望成为下一代能量存储系统的替代者。作为一种有前景的能量存储装置,水系锌离子电池在众多研究领域都取得了重大进展。但是,锌金属负极的腐蚀问题仍是阻碍其发展的关键因素,这严重削弱了锌离子电池在实际应用中的稳定性和使用寿命。因此,研究如何防止锌金属负极的腐蚀具有极大的应用价值。本文系统总结了水系锌离子电池关于锌金属负极腐蚀防护和电解液优化方面的研究进展,并对其未来进一步的应用前景进行了展望。

水系锌离子电池的最新研究进展

摘要:储能具有能量密度高、响应时间快、维护成本低、安装灵活方便等特点,是未来储能技术的热点发展方向。近年来,锌离子电池由于其成本低廉、比容量高等优点,具有良好的发展前景。水系锌离子电池正极主要有钒基化合物、锰基化合物和普鲁士蓝类似物; 负极主要为锌负极;电解液包括水凝胶电解液、离子液、盐包水电解液和具有添加物的电解液。然而,对正极材料而言,锰基化合物中的Mn2+溶解、钒基化合物放电电压过低、普鲁士蓝类似物比容量较低都影响了锌离子电池的性能。锌电极作为锌离子电池负极面临的挑战主要包括: ( 1) 锌枝晶生长; ( 2) 电解液持续消耗和自放电问题; ( 3) 不可逆副产物的产生。水系电解液在充放电过程中会发生水分解及蒸发,影响电池性能。研究者近年来致力于通过掺杂其他元素、表面涂覆与包覆等方式制备新型电极材料来改善水系锌离子电池正极,通过界面修饰、进行新型锌负极的三维结构设计以及新型电解液的设计研发来减少锌枝晶产生,同时向电解液中添加其他溶液可以拓宽电化学窗口,以得到高性能的水系锌离子电池。目前,向正极材料中掺杂钙、镁、钴等元素和表面包覆以聚吡咯为主的高分子导电聚合物制备的新型电极材料已被成功应用。金属离子合适比例的掺杂不仅可以提高材料容量,同时也形成了有利于Zn2+脱嵌的稳定结构。对锌负极修饰如二氧化钛( TiO2 ) 、金纳米颗粒、聚乙烯醇缩丁醛( PVB) 的表面镀层,或在电解液中添加合适的添加剂,能够提高锌负极的可逆性和稳定性,抑制锌枝晶的生长。上述方法可以直接或间接地提高水系锌离子电池的循环稳定性和库仑效率。本文首先介绍了锌离子电池概况,然后重点阐述了目前水系锌离子电池正极材料、负极材料、电解液和隔膜的研究进展,包括各方面存在的挑战及现有的解决策略,最后对水系锌离子电池电极材料、电解液和隔膜未来的发展进行了展望,为开发制备高性能水系锌离子电池提供了思路。

水系锌离子电池负极改性策略研究进展

摘要:水系锌离子电池因其安全性高、离子导电率高、理论比容量高、成本低廉等优点,成为一类颇有前景的规模化储能材料。然而,锌负极在充放电过程中难以避免会出现枝晶生长和析氢腐蚀等棘手问题,严重制约了水系锌离子电池的循环寿命与实际应用的推广。本文首先分析了上述关键问题的成因和基本机制,系统阐述了目前锌负极的改性策略的4个方向,包括:负极材料构筑、涂层表面钝化、隔膜改性、电解液优化,重点论述了4类改性策略的设计要点与改性原理,并对锌负极的发展趋势进行了展望,为推动高性能水系锌离子电池发展提供参考。

增强钛酸铋钠基陶瓷储能研究进展

摘要:陶瓷电容器由于较高的能量储存密度、高的大功率充放电速率和较低的成本等优势,在脉冲功率技术储能系统方面具有应用潜力,得到广泛研究。含铅陶瓷电容器虽然表现出优异的性能,但铅元素对环境和人类健康有着潜在的危害,因此开发无铅电介质电容器成为当前的研究重点。钛酸铋钠( BNT) 由于具有较高的极化能力,在众多无铅电介质储能材料中脱颖而出。然而由于其内部电畴尺寸较大,畴与畴之间相互作用力较强,在撤去电场后,电畴无法迅速复原,导致其剩余极化较大; 再者,BNT 陶瓷击穿场强较低,并且在制备的过程中Bi3+ 和Na+ 挥发导致微观结构和组成成分上的不均性,这些都影响了材料的储能性能。本文针对BNT 陶瓷的上述问题,从增强弛豫效果、提升击穿场强、调控相组成、采取缺陷工程策略和设计多层化结构五个方面综述了近年来提升BNT 陶瓷储能性能的方法,并对这些方法进行综合分析,为改性BNT 基储能陶瓷提供参考。

钠离子电池合金化负极材料研究及应用进展

摘要:钠离子电池凭借钠资源丰富、分布广泛、价格低廉的优势在大规模储能领域具有重要的应用前景, 可与锂离子电池形成优势互补。负极材料是电池化学的关键组成, 其能量密度、使用寿命等直接影响着电池性能。合金化材料具有理论比容量高、工作电压适宜等优势, 被认为是一类有应用潜力的储钠负极。然而, 这类材料发生合金化反应时体积膨胀严重, 电极材料易粉化脱落, 造成电化学稳定性欠佳。目前, 主要通过材料微纳结构设计、界面化学调控、碳材料复合、表面包覆、电解液优化等方法来改善其电化学性能。本文综述了合金化负极材料的最新研究进展, 探讨了其发展面临的瓶颈以及解决方案, 介绍了基于合金化负极的钠离子全电池构筑策略和应用实例, 为高性能钠离子电池的发展提供一定参考依据。