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半透明钙钛矿太阳能电池的光物理特性调控

半透明钙钛矿太阳能电池的光物理特性调控

摘要：宽带隙半透明钙钛矿太阳能电池具有优异的光电性能高和光学透过率等特点，使其在光伏建筑一体化、叠层器件、可穿戴电子设备等领域有独特的应用优势。然而，由于光敏层带隙吸收损耗、功能层界面反射、电极折射率失配等原因，限制了光子在器件内部的吸收和转换，进而造成光学能量损耗，降低了光利用率。为了提升半透明钙钛矿太阳能电池的性能，需要深入研究光物理特性和光子传输路径，提高光电能量转换效率。本文针对半透明钙钛矿太阳能电池光物理特性的相关机制和调控策略进行系统性总结。首先，围绕光子的传播路径进行理论分析。然后，对围绕减缓光学损耗的光管理策略展开讨论。最后，对半透明钙钛矿太阳能电池当前的应用挑战和未来的发展研究方向进行了展望。
新能源 2026年06月12日
能源存储与转化用微纳超结构碳：现状与建议

能源存储与转化用微纳超结构碳：现状与建议

摘要:碳材料作为电极材料或关键组分在诸多能源存储与转化器件中发挥着不可或缺的作用。然而，传统碳材料存在的结构单一、富含缺陷和织构无序等问题严重制约了相关器件性能的提升，难以满足新能源和电动汽车产业的快速发展需求。针对上述问题，文章提出了微纳超结构碳的概念和设计思想，采用结构纳米化、复合化、有序化设计和功能导向组装，构建碳材料跨越“纳−微−宏”的多层次孔道、多尺度网络、多组分界面，获得具有“精准定制、层次有序、厚密联通、多相耦合”基本特征的微纳超结构碳。同时，文章全面综述了微纳超结构碳材料在能源存储与转换器件中应用的国内外最新研究进展，涵盖了锂/钠离子电池、超级电容器、固态电池、水系电池以及氢能转换技术等关键领域，并对未来储能用碳材料的发展方向和应用模式作出展望。
新能源 2025年02月21日
自修复聚合物在电化学储能领域的研究进展

自修复聚合物在电化学储能领域的研究进展

摘要：自修复聚合物材料能够自行修复在加工和使用过程中产生的微观或者宏观损伤，从而解决材料内部微裂纹难以检测和修复的问题，保持其结构和功能的完整性。将自修复聚合物应用于电化学储能器件中，可有效提升器件的安全可靠性和使用寿命，成为近年来的研究热点之一。本文概括介绍了外援型和本征型自修复聚合物材料的修复机理，着重总结了不需要修复剂、且可实现多次可逆修复的本征型自修复聚合物应用于电化学储能领域的研究进展，以储能器件的电极、电解质以及界面为出发点，综述了自修复功能聚合物分别作为高比能电极黏结剂、界面修饰层、可自修复电解质的研究进展，阐述了自修复机理及其对储能器件电化学性能的影响规律，探讨了自修复聚合物材料在储能领域未来的发展方向。
新能源 2024年05月06日
锂离子电池硅基负极膨胀机理及改性研究进展

锂离子电池硅基负极膨胀机理及改性研究进展

摘要：锂离子电池凭借能量密度高、自放电率低、无记忆效应等优点在能源领域发展迅猛，其中硅基负极因高理论比容量被认为是继石墨之后最具潜力的负极材料。然而，硅基负极在嵌脱锂过程中严重的体积膨胀导致的电池容量衰减、库仑效率下降等问题仍阻碍其商业化应用。本文综述硅基负极的膨胀机理及改性方面的研究，旨在为解决其用作锂离子电池负极材料时面临的膨胀问题提供理论支撑和实践指导。通过介绍硅基负极的工作原理，深入探讨其膨胀机理，并详细分析了膨胀对硅基负极性能的影响和潜在危害。深入剖析膨胀现象及机理，重点从多维度纳米硅结构、复合物、粘结剂和电解液设计四个关键方面系统阐释了硅基负极的改性研究，并展望了今后的发展方向。
新能源 2026年06月09日
钠离子电池硬碳负极研究进展

钠离子电池硬碳负极研究进展

摘要：锂离子电池(LIB)因其能量密度高、循环寿命长而被广泛用于移动储能。然而，锂资源的有限严重限制了其在大规模储能领域的应用。近年来，钠离子电池(SIB)由于成本低、安全性高等优点，成为了LIB有前途的替代品。硬碳具有较低的氧化还原电位、稳定的结构、较大层间距和相对较低的成本，被广泛用作SIB的负极材料。然而，硬碳负极较差的倍率性能和较低的首次库仑效率限制了SIB的性能。综述了钠离子电池硬碳负极的研究进展，包括硬碳储钠机理、前驱体选择以及制备工艺对硬碳性能的影响。
新能源 2025年02月12日
碳骨架基三维金属锂负极研究进展及未来应用展望

碳骨架基三维金属锂负极研究进展及未来应用展望

摘要： 金属锂具有超高的理论比容量（3860 mAh·g−1）、 较低的还原电位（-3.04 V， 相对标准氢电极）和较低密度（0.534 g·cm−3）， 被认为是有发展前景的下一代电池负极材料。使用金属锂取代传统的石墨负极可大幅提升电池的能量密度。然而， 锂枝晶生长、 库仑效率低、 巨大体积膨胀等问题严重制约了金属锂负极的实际应用。采用具有大比表面积、 多孔结构、 质量轻的三维碳骨架稳定金属锂被认为是优化金属锂负极并推动其实际应用的最有效策略之一。为了实现碳基骨架与金属锂的有效复合， 引入诱导金属锂均匀形核和生长的亲锂位点是必不可少的， 亲锂位点也是推动碳骨架基三维金属锂负极大电流和大容量条件下应用的必要条件。从碳骨架结构以及亲锂位点种类、 作用方面， 总结了碳骨架三维金属锂负极的改性策略及研究进展， 讨论了碳骨架基三维金属锂负极在实际应用中的挑战， 并对未来发展及应用进行了展望。
新能源 2025年05月05日
基于机器学习算法的核电结构材料性能预测

基于机器学习算法的核电结构材料性能预测

摘要：核电作为我国能源的重要组成部分，显示出巨大的发展潜力。随着核电技术的不断提高、完善，各类核电结构材料层出不群，寻找性能优异的新型材料成为影响核电站安全性和经济性的重中之重。同时材料信息学的助力使得研究人员可以高效地得到大量试验与计算数据，基于以上数据通过机器学习算法即可预测材料的性能，为新材料的研发提供新的契机。对机器学习原理及方法进行了概述，基于核电合金结构材料数据库构建了适用于核电结构材料性能预测的机器学习系统，并对该系统进行流程介绍和具体示例演示。最后，结合对核电结构材料性能预测机器学习系统的研究，指出机器学习在材料领域存在的问题和未来研究方向，希望利用机器学习方法加速新材料的研发进程。
新能源 2024年05月05日
碱性电解水制氢非贵金属氧化物阳极研究进展

碱性电解水制氢非贵金属氧化物阳极研究进展

摘要: 碱性电解水制氢是当前最清洁、高效的氢气制取技术之一，其电解过程包含析氢反应和析氧反应。其中，析氧反应为四电子参与过程，动力学缓慢、能量转换效率低，是电解水制氢技术的瓶颈环节，常需要电催化剂提高反应效率。非贵金属氧化物来源丰富、价格低廉、催化活性高，可用于驱动和催化电解水析氧反应，已受到广泛关注。按一元金属氧化物、多元金属氧化物、高熵氧化物分类，总结了非贵金属氧化物电解水阳极材料的研究现状; 概述了电解水阳极材料催化性能的优化策略; 讨论了非贵金属氧化物电解水阳极材料制备方法的原理和特点，并对非贵金属氧化物电解水阳极材料发展提出了建议与展望。
新能源 2026年05月26日
高性能铝电池负极设计：挑战与策略

高性能铝电池负极设计：挑战与策略

摘要：由于铝金属具有高体积/质量比容量、高安全和低成本等优势，铝电池成为目前新型电化学储能器件的研究热点之一。高性能电池材料是制约铝电池发展的关键因素，相较于多样的正极材料，铝负极设计是铝电池的共性关键问题。然而，铝负极存在表面钝化、局部腐蚀、枝晶生长等问题，极大影响了铝电池的电化学性能。本文针对上述问题，首先从反应机制角度分析了影响铝负极性能的关键因素，综述近年来铝负极设计改性的重要研究进展，分析可有效改善铝负极性能的重要策略，并探讨其对铝电池电化学性能的优化效应及机理。最后，针对铝负极设计优化的挑战性问题和发展趋势进行展望，为构建高性能铝电池提供参考。
新能源 2026年03月05日
普鲁士蓝类钠离子电池正极材料研究进展

普鲁士蓝类钠离子电池正极材料研究进展

摘要：近年来，随着储能技术的快速发展，钠离子电池因为资源丰富、环境友好、成本低廉，成为电化学储能技术研究热点；而其正极材料是制约钠离子电池应用的关键因素之一。普鲁士蓝类正极材料具有开框架结构，有利于钠离子的快速迁移，这种结构使其具有良好的电化学性能。本文简要介绍了普鲁士蓝类化合物及其复合材料在水体系和有机体系钠离子电池中的研究情况。普鲁士蓝类正极材料由于制备工艺简单，结构稳定，是极有潜力的钠离子储能材料。
新能源 2024年05月05日