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美国物理学会会议录[PPS-29会议录:第29届国际聚合物加工学会会议论文集——德国纽伦堡(2013年7月15-19日)]——高精度聚合物基光学元件模内激光焊接技术
摘要: 要组装一个完整的后灯子系统,需要配备不同机器并执行多项工序。这种需求迫使企业建立大型生产架构来支撑整个装配流程,这些庞大结构成本高昂,最终导致企业竞争力下降。本文所述工艺旨在减少生产最终子系统/产品所需的工序数量,通过结合模内组装、激光焊接和LED(发光二极管)等多项技术实现该目标。该工艺的优势之一是仅需使用一台配备三个注射单元的注塑机即可完成全部装配工序。 为实现主要目标,首先根据UNECE车辆法规-1958年协定(第50号法规修订版2 - 摩托车位置灯、刹车灯和方向指示灯)设计后灯结构;随后从多个层面研究不同聚合物材料。初期研究了不同浓度碳纳米管与聚碳酸酯(PC)的混合方案,旨在确定这些材料是否适合传导点亮各类LED所需的电流。该工艺的主要优势在于采用激光透射焊接技术,通过这种焊接工艺可降低最终部件的复杂度。为评估该技术潜力,研究测试了两种材料的组合,结果表明所有材料对激光束均具有高透明度。焊接工艺研究表明,最佳焊接条件为最低速度、最小直径和最低功率。通过这些研究可得出结论:该新工艺适合投入工业化应用。
关键词: 模具、激光、透射率、聚合物、导电性
更新于2025-09-12 10:27:22
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近5% DMSO为最佳:针对混合太阳能电池,重点研究PEDOT:PSS薄膜的结构及其表面与界面特性
摘要: 通过优化二甲基亚砜(DMSO)掺杂对聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)薄膜的影响,在混合太阳能电池中获得了更优的空穴传输层。通过原子力显微镜和透射长度法测量建立了形貌与电导率之间的关联。另一方面,从电子密度分布和形貌图可明显看出,随着DMSO浓度变化,PEDOT:PSS薄膜中结构单元(从类球状转变为类椭球状)的形态改变,X射线反射率分析表明这可能导致薄膜构象从类线圈状向类棒状转变。这种变化进一步体现在其成分分布、功函数及通过X射线光电子能谱和紫外光电子能谱估算的电子能带结构中。综合信息表明,约5% DMSO掺杂的PEDOT:PSS薄膜以最大程度的面内延展类椭球状结构单元及良好的面外有序排列为特征,这种结构可能是使电导率最高提升至1230 S/cm的最优结构。最终,5% DMSO掺杂的PEDOT:PSS/n-Si混合太阳能电池实现了11%的最高光电转换效率,开路电压约600 mV,短路电流密度高于30 mA/cm2,填充因子达59.4%,这些性能与其结构特征完全吻合。
关键词: 形态学、导电性、PEDOT:PSS、DMSO掺杂、混合太阳能电池
更新于2025-09-11 14:15:04
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Ca?La?Te?O??:Mn??,Nd3?,Yb3?:一种用于c-Si太阳能电池和植物生长LED的高效热稳定紫外/可见光-远红光/NIR宽带光谱转换材料
摘要: 制备了具有高孔隙率且导电性优异的PEDOT:PSS穿插HKUST-1薄膜。该薄膜最高电导率达13 S cm?1,比原始HKUST-1高出九个数量级。当用作类薄膜超级电容器电极时,含20 wt% PEDOT:PSS的穿插薄膜使原始HKUST-1的电化学性能提升300倍。
关键词: 薄膜、HKUST-1、导电性、超级电容器、PEDOT:PSS
更新于2025-09-11 14:15:04
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掺铝氧化锌电子传输层对倒置体异质结太阳能电池效率的影响
摘要: 掺杂是增强光伏器件中金属氧化物电荷传输层固有电学性能的常用策略,因为电子传输层(ETL)的高导电性可通过降低串联电阻来提升光电流。为提高ETL导电性,本研究采用铝(Al)掺杂氧化锌(ZnO)层,并探究了掺铝氧化锌(AZO)对基于聚[[4,8-双[(2-乙基己基)氧基]苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基]-[3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]-噻吩并[3,4-b]噻吩二基]](PTB7):[6,6]-苯基C71丁酸甲酯(PC71BM)的反型体异质结(BHJ)聚合物太阳能电池性能的影响。测得AZO的电导率约为10^-3 S/cm,比本征ZnO(约10^-5 S/cm)高两个数量级。通过降低含AZO层器件的串联电阻(Rs),短路电流(Jsc)从15.663 mA/cm2显著提升至17.040 mA/cm2,使该器件的功率转换效率(PCE)达到8.984%。
关键词: 氧化锌、有机光伏、导电性、掺杂、电子传输层
更新于2025-09-11 14:15:04
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27%效率的四端钙钛矿/硅叠层太阳能电池——采用夹层金纳米网结构
摘要: 多结/串联太阳能电池因其不受肖克利-奎伊瑟极限限制而备受关注。钙钛矿太阳能电池凭借高功率转换效率(PCE)和相对较低的电压损失,成为多结/串联器件中顶电池的理想候选材料。本研究设计了一种夹在MoO3层之间的三明治结构金纳米网作为透明电极。MoO3的高表面张力有效改善了金润湿性,形成弗兰克-范德米尔生长模式,产生超薄金纳米网层,不仅确保优异导电性,更具备卓越光学透明性——这对多结/串联太阳能电池至关重要。顶层MoO3还能降低金层反射率以进一步提升透光率。最终,半透明钙钛矿电池实现了18.3%的效率,创下该类器件最高纪录。当该半透明钙钛矿器件与23.3% PCE的异质结硅太阳能电池机械堆叠时,组合效率达27.0%,超过两个子电池各自效率。这项提升半透明及多结/串联器件效率的突破性成果,有助于突破肖克利-奎伊瑟极限。
关键词: 钙钛矿太阳能电池、多结/串联、导电性、透明度、纳米网电极
更新于2025-09-11 14:15:04
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金/银纳米颗粒修饰聚苯胺用于电化学和生物医学应用
摘要: 聚苯胺(PANI)具有多种电子结构,其特性取决于掺杂情况。含有Fe3O4纳米颗粒的聚苯胺复合材料因兼具电学与磁学特性而备受关注。本研究以苯胺和盐酸为原料,采用过硫酸铵作为氧化剂和催化剂通过溶液混合法制备聚苯胺,并成功合成了聚苯胺/碳酸钙及聚苯胺/金/银纳米颗粒复合材料。通过FTIR、SEM、EDX和电导率测试技术对聚苯胺纳米复合材料进行表征。SEM、FT-IR和EDX分析证实了碳酸钙与金/银纳米颗粒在聚苯胺基体中的有效复合。SEM显微图像清晰显示碳酸钙作为粘结剂增强了复合材料强度。电化学研究表明:金/银纳米颗粒修饰的聚苯胺导电性能显著提升。通过纸片扩散法测试表明该纳米复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抗菌活性。
关键词: 抗菌、纳米复合材料、导电聚合物、导电性
更新于2025-09-10 09:29:36
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碘在芘基金属有机框架中的封装
摘要: 基于芘的金属有机框架材料SION-8在室温下和75°C时分别以460毫克/克和250毫克/克的吸附容量捕获碘(I2)蒸气。单晶X射线衍射分析和范德华修正密度泛函理论计算证实,I2分子存在于SION-8孔道内并与芘基配体发生相互作用。负载碘后的SION-8中I2-芘相互作用使其电导率较空白SION-8提升104倍。吸附后≥95%的I2分子被固定无法洗脱,表明SION-8在室温下永久捕获放射性碘的潜力。
关键词: 电荷转移、导电性、阻抗谱、碘捕获、金属-有机框架
更新于2025-09-10 09:29:36
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穆勒细胞中间丝与单壁碳纳米管的光学透明性与导电性
摘要: 我们近期研究了穆勒细胞中间纤维的电导率和光学透明度。作为对照,我们还在单壁碳纳米管模型系统中探究了相同特性。本文报道了从猪(Sus scrofa domestica)视网膜穆勒细胞中提取的中间纤维的分离纯化方法,以及测量和计算这些中间纤维与单壁碳纳米管电阻率与光透射率的实验与理论方法。在5°C(278K)条件下测得的电阻率值分别为:中间纤维(4.7±0.3)×10?? Ω·m?1·cm2,单壁碳纳米管(2.8±0.2)×10?? Ω·m?1·cm2,与典型金属数值相当接近。我们建立了测量这些纳米结构光能传输的方法,发现它们能有效沿轴向传递激发能量并在另一端重新发射。在激发波长546.1nm、温度288K条件下,测得中间纤维与单壁碳纳米管的光能传递效率分别为0.50±0.03和0.26±0.02。本研究首次直接证实了脊椎动物倒置视网膜中光能传输的量子机制假说,具有重要创新性。数据同时表明,穆勒细胞中间纤维除细胞骨架功能外,还能在倒置视网膜内实现光能传递。这些发现显著推进了我们对脊椎动物高对比度视觉机制的理解。本研究的重大突破在于首次发现自然生物纳米纤维(中间纤维)具有光能传导能力,该结果具有完全原创性和唯一性。
关键词: 穆勒细胞、中间丝、猪视网膜、光传导、导电性
更新于2025-09-10 09:29:36
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热处理对Ba<sub>1.5</sub>Sr<sub>0.5</sub>Fe<sub>2</sub>O<sub>5</sub>复合材料的晶体结构、电导率及表面特性的影响
摘要: 采用粉末冶金技术合成了Ba1.5Sr0.5Fe2O5复合材料。该材料由BaCO3、SrCO3和Fe2O3原料按特定重量比制备而成。三种原料在800°C、900°C和1000°C下经5小时热处理通过粉末冶金法合成。所有样品均通过X射线衍射(XRD)分析晶体结构和晶粒尺寸,LCR仪测定导电性,扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的形貌。相分析结果表明该复合材料包含BaO2、SrO2和Fe2O3等少量次要相。随着烧结温度升高,Ba1.5Sr0.5Fe2O5复合材料的晶粒尺寸减小而晶体应变增大,其晶粒尺寸范围为3.55纳米至7.23纳米,应变值介于8.47%至3.90%之间。电导率测试显示该复合材料的导电性随烧结温度升高而降低,同时随频率增加而升高,电导率范围为6.619×10?? S/cm至65.659×10?? S/cm。能谱(EDS)分析表明主要元素组成与相分析结果高度吻合。
关键词: 表面,Ba1.5Sr0.5Fe2O5,导电性,复合材料,X射线衍射
更新于2025-09-10 09:29:36
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不同铈掺杂比例的Ag/SnO?触头材料性能仿真与实验研究
摘要: 在Ag/SnO2触头材料中,SnO2是一种高硬度且几乎绝缘的宽禁带半导体材料。使用过程中接触电阻较大、温升较高,降低了触头的可靠性并缩短了电寿命。为改善Ag/SnO2触头材料的性能,本文基于密度泛函理论第一性原理,提出通过掺杂SnO2并计算不同比例稀土Ce的电学与力学性能的方法。能带、态密度及弹性常数结果表明:当Ce掺杂比例为0.125时电子迁移率最高、导电性最佳;硬度降低且通用弹性各向异性指数最小。实验最终采用溶胶-凝胶法制备不同掺杂比例的SnO2粉末,通过粉末冶金法制备对应比例的Ag/SnO2触头,测量了电弧能量、接触电阻和硬度,并利用扫描电镜观察分析表面形貌。最终模拟与实验结果良好吻合。
关键词: 掺杂、接触材料、稀土铈、导电性、硬度、银/氧化锡
更新于2025-09-10 09:29:36