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揭示等离子体金属/半导体界面电荷动力学对二氧化碳光还原的影响
摘要： 阳光在新兴可持续能源转换与存储技术的发展中起着关键作用。通过人工光合作用实现的光诱导二氧化碳还原是生产可再生燃料和环?；返幕?。等离子体金属纳米颗粒与半导体之间的界面相互作用，在广泛的太阳光谱范围内展现出增强的光活性。然而，这些材料中光诱导电荷转移过程及其对光催化的影响仍存在争议，这主要源于不同时间尺度上发生的复杂反应路径。本研究采用覆盖多时间尺度的先进原位与瞬态光谱技术，并结合理论计算，揭示了Ag/TiO2催化剂光催化二氧化碳还原的整体机制。我们的发现证实了决定紫外与可见光照射下光活性增强的关键因素，这对太阳能转换材料的设计具有重要启示意义。
关键词： Ag/TiO2催化剂、光催化、等离子体金属纳米粒子、可持续能源、太阳能转化、人工光合作用
更新于2025-10-22 19:40:53
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光伏组件的可靠性与生态影响 || 新兴薄膜太阳能电池板
摘要： 过去二十年间，光伏技术（PVs）因其推动化石燃料经济向可再生能源经济转型的潜力而快速发展。然而，作为无燃料能源来源的光伏系统若要在其价值链中真正实现可持续性，必须妥善解决原材料丰度、生产成本及环境影响等关键问题。在各类光伏技术中，薄膜太阳能电池板已显示出实现可持续性的潜力。本章将通过生命周期评估（LCA）和环境归宿建模等方法，综述薄膜光伏相关环境影响的研究成果。针对光伏技术开展LCA研究，有助于明确环境与能源影响，推动光伏技术以更优的可持续方式发展。基于文献公开的数据信息，我们对比分析了LCA中三种影响评估方法：能源回收期（EPBT）、累积能源需求（CED）和温室气体排放率。总体而言，多数研究结果表明新兴薄膜光伏技术（特别是钙钛矿太阳能电池）具有广阔前景，有望在未来成为光伏技术领域最具可持续性的解决方案。
关键词： 钙钛矿太阳能电池、可持续能源、新兴薄膜光伏技术、生命周期评估、环境影响
更新于2025-09-23 15:19:57
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光伏应用中Cu2Zn1?xFexSnS4薄膜的生长与表征
摘要： 光伏技术是一种前景广阔的可持续能源生产方式，这得益于太阳释放的巨大能量。采用薄膜技术和地壳丰量原材料是实现低成本太阳能电池的途径之一。人们对由丰量无毒元素组成的硫族化物——铜锌锡硫硒矿化合物表现出浓厚兴趣，这类材料已在实验室层面展现出优异性能。本文报道了基于铜、锌、铁、锡的混合硫族化物的合成与表征研究，通过调控不同锌铁比例制备溶液体系。随着铁含量增加，铜锌锡硫硒矿的晶胞畸变加剧直至发生相转变为黄锡矿。本研究提出的溶胶-凝胶法合成沉积工艺具有成本低廉、操作简便的特点，所制薄膜特别适用于低成本易加工的太阳能电池。通过X射线衍射、紫外-可见吸收、拉曼光谱、X射线光电子能谱及能量色散X射线光谱对合成层进行了全面表征。
关键词： 硫属化合物太阳能电池、铁硫属化合物、可持续能源、黄锡矿、铜锌锡硫矿
更新于2025-09-23 15:19:57
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高效纳米结构PbSe0.5Te0.5展现出宽优值平台
摘要： 为获得优异的能量转换效率，热电（TE）材料需在宽温域内展现较高的优值系数（ZT）。基于此方向，通过纳米结构化方法开发出具有增强型且温度不敏感特性的n型PbTe0.5Se0.5材料。该材料在400K至600K温区内呈现0.7的温度不敏感ZT值。其宽温域内增强的稳定ZT特性归因于多种纳米结构的存在：这些结构既促进中长波声子散射以维持低热导率，又散射低能载流子从而提升塞贝克系数（600K时达-380 mV/K）。多数热电n型材料（如PbQ(Q=Te,Se)体系）在室温下ZT极低，影响整体转换效率。而本材料在PbQ(Q=Te,Se)体系中展现出室温最高ZT值，使其适用于可穿戴热电器件。本研究采用新引入的技术计算热电转换效率，解决了传统效率计算的高估问题。该材料在300K-600K范围内发电效率超过诸多先进热电n型材料，成为废热回收应用中的竞争性材料。
关键词： 废热回收、工程优值系数、可持续能源、热电发电效率、纳米析出相、硒化铅
更新于2025-09-22 17:12:39
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超净制造过程中含杂质SiO2膜表面处理前后黑玻璃的激光损伤
摘要： 超净制造是惯性约束聚变（ICF）产生清洁可持续能源不可或缺的关键技术，但激光诱导损伤产生的污染物对超净制造构成威胁。本研究探究了高激光注量系统（即聚变级激光系统中的高注量激光束）中黑玻璃的损伤情况。结果表明，在经过二氧化硅薄膜表面处理前后，损伤参数（包括激光诱导损伤阈值（LIDT）、形貌和深度）对355 nm激光脉冲持续时间有显著依赖性。模拟显示，黑玻璃上二氧化硅薄膜的LIDT明显提高，达到14.1 J/cm2，而普通黑玻璃的LIDT为10.2 J/cm2。杂质的存在会加剧薄膜损伤并污染激光系统，含杂质的二氧化硅薄膜的LIDT仅为3.6 J/cm2。实验表明，黑玻璃的平均LIDT为9.54 J/cm2，而含杂质的薄膜的LIDT不超过4.12 J/cm2。这些显著结果为超净制造中吸收杂散光的保护提供了新思路。
关键词： 黑色玻璃，可持续能源，杂质，超净制造，激光损伤阈值
更新于2025-09-19 17:13:59
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研究批次分离对M.indica L.染料敏化太阳能电池微能量产生的影响
摘要： 多年来，随着硅材料在多种架构中的应用，硅板技术不断改进。然而，该技术的高成本限制了其广泛应用。最新研究表明，采用天然材料作为染料敏化剂可为太阳能电池提供低成本的有效替代方案。本研究聚焦于利用芒果（Magnifera indica Linn.）叶染料作为太阳能电池的染料敏化剂。与既往方法不同，本研究采用分批分离的芒果叶对两组染料敏化太阳能电池（DSCs）进行敏化处理。通过短路电流（Isc）、开路电压（Voc）、最大功率（Pmax）、填充因子（ff）、入射光子转换效率（IPCE）和输出效率（?）等参数评估芒果叶DSCs的性能。两种光阳极均采用刮涂法制备，并在450℃高温下烧结。光伏测试结果显示：在相同标准大气质量条件下，粗提芒果叶DSCs的效率（4.75×10?3%）显著高于正己烷组分分批分离芒果叶DSCs（0.07×10?3%）。值得注意的是，正己烷组分芒果叶DSCs的Isc和Voc值更高。该结果表明：粗提芒果叶DSCs不仅成本更低、制备工艺简便，还能作为生态安全的硅基太阳能电池替代方案。虽然当前效率相对较低，但建议后续采用太阳光模拟器并结合其他染料共敏化技术以获得更优性能。
关键词： 能效、光伏系统、能量收集、太阳能、可持续能源
更新于2025-09-12 10:27:22
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利用离网独立太阳能光伏模式为非洲供电
摘要： 撒哈拉以南非洲地区超过90%的人口无法获得电力供应。即便在少数通电的非洲国家，农村地区也普遍缺电。研究表明太阳能系统是解决该大陆供电问题的关键，但目前庞大人口仍依赖化石燃料发电机满足基本用电需求。 本研究针对普通非洲家庭居住的两居室公寓设计。在尼日利亚南部翁多州阿库雷市的一栋住宅建筑中，该模型已稳定可靠地安装运行。所提出的太阳能光伏系统由太阳能电池板、直流电缆、充电控制器、蓄电池、逆变器、LED灯泡及监测设备组成，其最优配置的光伏装机容量最大输入功率为1800瓦，允许最大负载1000瓦，直流充电电压上限28.2伏。 该太阳能系统配备六块300瓦单晶硅光伏板，采用商用最大功率点跟踪(MPPT)充电控制器，并联安装两组深循环AGM蓄电池?？⒌奶裟芄夥Ｐ褪褂么空也姹淦鹘畹绯刂绷鞯缱晃涣鞯?。该系统具有灵活扩展特性，可根据需求调整规模。 此光伏模型对解决非洲供电问题前景广阔，不仅能实现经济、社会与环境目标，更作为可持续能源方案能有效提升生活质量。推广这种可持续能源将促进非洲均衡发展，彻底解决民众用电难题。
关键词： 太阳能光伏，全球变暖，非洲，可持续能源，电力
更新于2025-09-12 10:27:22