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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 红外光谱对比研究：红外激光与γ辐照作用下聚偏氟乙烯的构象形变

    摘要： 用γ射线对聚偏氟乙烯（PVDF）板进行高达100 kGy的辐照会导致链断裂并形成不饱和键，但几乎不会影响PVDF大分子的构象组成。与原始PVDF一样，主要构象体仍是β型。红外激光辐照会导致PVDF大分子明显碳化，并伴随聚合物大分子从β构象向α构象的结构转变。在激光烧蚀PVDF所得粉末产物的红外光谱中，除烧蚀坑的吸收带外，仍存在原始PVDF的吸收带。

    关键词： 聚偏氟乙烯，二氧化碳激光烧蚀，红外光谱，γ辐照

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 用于染料敏化太阳能电池的聚合物电解质薄膜

    摘要： 本文研究了用导电聚合物材料薄膜替代染料敏化太阳能电池中液态电解质的可能性。染料敏化太阳能电池中的液态电解质存在泄漏和蒸发问题，并会导致电极腐蚀，从而对太阳辐射转化为电能的效率产生负面影响。该研究聚焦于通过碘化钾掺杂聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）聚合物来提升其导电性，以及开发适用于太阳能电池的薄膜沉积技术。利用扫描电子显微镜测量发现，随着碘化钾含量增加，PVDF-HFP的表面形貌会发生变化。通过Keithley电表测试表明，碘化钾含量增加会导致电阻降低。研究计算了测试样品的电导率。为验证所开发材料在光伏电池构建中的适用性，制备了一系列ITO/TiO2/染料/活性层/Al结构的染料敏化太阳能电池，其活性层由纯PVDF-HFP及掺杂碘化钾制成。作为对照，同时制备了采用液态电解质和对电极的标准染料敏化太阳能电池。

    关键词： 聚偏氟乙烯-六氟丙烯，染料敏化太阳能电池，聚电解质

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 聚偏氟乙烯对环境条件下界面工程能带调控P3TAA-co-P3HT钙钛矿太阳能电池光伏性能的影响

    摘要： 近期，将外源聚合物与钙钛矿混合可增强光吸收，从而显著提升功率转换效率（PCE）并延长钙钛矿太阳能电池（PSCs）的使用寿命。先前研究仅限于干燥或极低湿度条件。本文报道了一系列实际应用导向的新型聚偏氟乙烯（PVDF）-钙钛矿（MAPbI3）混合太阳能电池，其PVDF浓度分别为0.0、0.25、0.5、1.0、2.5、5.0 mg/ml（对应命名为H1-H6）。扫描电镜显示MAPbI3平均晶粒尺寸（312±91 nm）随PVDF浓度增加而减小，H5样品达到最小值（215±43 nm）。紫外-可见吸收光谱表明H5样品在所有波长下均呈现最高吸收强度。X射线衍射峰强度与宽度显示，混合样品（H3和H5）相比原始钙钛矿具有更高的结晶度与晶粒尺寸。我们采用界面工程化、带隙调控的聚(3-硫代丙酸噻吩)-共聚(3-己基噻吩)（P3TTA-co-P3HT，含43 mol% P3TAA）作为空穴传输材料（HTM），结合二氧化钛电子传输材料（ETM）制备电池。在环境条件（湿度75-85%，温度30℃）下经1倍太阳光照测试，H5 PSC的PCE达12%（目前报道最高值），较原始PSC提升20%。入射光子-电流转换效率（IPCE）数据显示其在300-800 nm宽波段具有强吸收，峰值效率达84%。阻抗谱表明H5-PSC的光生电荷寿命最长（48.4 ms），这解释了其相比其他混合样品的最高PCE值。在相同环境条件下测试与储存时，H5-PSC的寿命较原始钙钛矿PSC显著提升54%。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、结晶度、晶粒尺寸、聚偏氟乙烯、功率转换效率、环境条件

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 实验室规模反应器中不同温度下含PVF和PVDF光伏背板材料热解与焚烧过程中氟释放的实验研究

    摘要： 随着全球光伏（PV）装机量急剧增长，光伏废弃物现已成为电子废弃物类别中相对较新的组成部分。从2016年的4.5万吨开始，光伏废弃物流正迅速增加，预计到2050年将达到6000万吨。背板是由聚合物、粘合剂和底漆等多层材料构成的复合结构。广泛使用的光伏背板可分为三种核心类型：(a) KPK（Kynar?/PET/Kynar?），(b) TPT（Tedlar?/PET/Tedlar?），以及(c) PPE（PET/PET/乙烯-醋酸乙烯酯）。Kynar?和Tedlar?分别基于聚偏氟乙烯（PVDF）和聚氟乙烯（PVF）。PPE背板是无氟复合材料，主要由PET制成。随着对光伏废弃物寿命终结（EoL）处理关注度的提高，对氟聚合物的处理——这一领域尚未得到充分探索——需要更仔细地研究，以避免对环境造成损害。本研究的目的是获取光伏背板材料在作为寿命终结途径的燃烧和热解过程中释放到气相中的氟信息。因此，进行了若干实验测试，以测量在300°C、400°C、500°C和900°C（热解）以及750°C、850°C和950°C（焚烧）下氟向气相的转移情况。

    关键词： 含氟聚合物、使用寿命终结处理、聚偏氟乙烯/聚氟乙烯、光伏背板、热解与焚烧

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 通过相形态调控与多壁碳纳米管导电填料掺杂实现聚偏氟乙烯介电纳米复合材料的简易制备及性能研究

    摘要： 通过同时控制相形态和引入导电填料，成功制备了一种新型PVDF介电纳米复合材料，并对其机械、热学及介电性能进行了研究。力学分析表明，在PVDF纳米复合材料中引入改性MWCNTs（MWCNTs-COOH）可显著提升拉伸强度（Ts）和弹性模量（Em）。当填料含量为12 wt%时，MWCNTs-COOH/PVDF的Ts可达64.6 MPa。XRD测试显示，添加MWCNTs-COOH和MWCNTs促进了PVDFβ相的形成。DMA分析表明，原始MWCNTs的加入使PVDF纳米复合材料的玻璃化转变温度略有升高，而MWCNTs-COOH的增强效果更为显著。介电性能分析显示，原始MWCNTs更易在PVDF基体中形成局部导电网络，促进电子位移极化并提高介电常数。当MWCNTs含量为12 wt%时达到渗流阈值，介电常数（ε0）达286，是纯PVDF的36倍。本研究为制备兼具优异介电性能、良好力学特性、易加工性且低成本的高分子复合材料提供了简便方法。

    关键词： 聚偏氟乙烯（PVDF）、热性能、介电性能、多壁碳纳米管（MWCNTs）、机械性能

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 碳量子点对聚偏氟乙烯聚合物光电应用中光学和电学性能的影响

    摘要： 本研究考察了碳量子点（CQDs）对聚偏氟乙烯（PVDF）光学和电学性能的影响。采用溶液浇铸法制备了不同质量百分比（0、1、3、5和10 wt%）的CQDs/PVDF纳米复合薄膜。通过透射电子显微镜（TEM）分析了CQDs的形貌特征。利用紫外-可见分光光度计在190-1200 nm波长范围内测量了纯PVDF及CQDs/PVDF纳米复合薄膜的光学性能。随着CQDs/PVDF质量百分比从0增至10.0%，所制薄膜的直接带隙能（Eg dir.）从5.28 eV降至2.96 eV。在298-398 K温度范围内测试了纳米复合薄膜的直流电导率（σDC）。当CQDs/PVDF质量百分比达到10 wt%时，纳米复合薄膜的电导率较纯PVDF薄膜提升了六倍。PVDF光学和电学性能的显著提升使其成为多种光电器件应用的理想候选材料。

    关键词： 光学性能、电学性能、聚偏氟乙烯、纳米复合薄膜、碳量子点

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 采用甲基丙烯酸甲酯-环氧丙基甲基丙烯酸酯共聚物作为相容剂改善PVDF/氧化石墨烯复合材料的电活性相、热性能及介电性能

    摘要： 本研究采用溶液共混法制备了以甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(MG)为相容剂的氧化石墨烯(GO)填充聚偏氟乙烯(PVDF)纳米介电复合材料。MG改善了GO的分散性并增强了GO与PVDF基体间的界面结合强度。由于MG在GO表面与PVDF之间产生强偶极相互作用，促使PVDF晶型从α相转变为β/γ相，在PVDF/MG@GO7.0复合材料中形成了近81%的β/γ相PVDF。得益于MG增强的GO/PVDF界面结合力，PVDF/MG@GO复合材料的热稳定性、力学性能以及熔融结晶行为均得到显著提升。MG共聚物不仅促进GO在PVDF中的均匀分散，还有效阻隔GO直接接触，大幅抑制复合材料的漏电流现象。因此，与PVDF/GO复合材料相比，添加MG的PVDF/MG@GO复合材料介电性能显著提高，证实采用MG共聚物作为相容剂可调控复合材料的介电性能。

    关键词： 热性能、聚偏氟乙烯、氧化石墨烯、相容剂、介电性能

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • PVDF/TiO?纳米复合薄膜在能量收集器应用中的性能表现

    摘要： 建立了用于能量收集实验平台的压缩模式和剪切模式。分析了PVDF/TiO2纳米复合薄膜在这两种模式下的能量收集效率及非线性压电效应。实验结果表明，剪切模式的能量收集效率高于压缩模式。压电常数和压电耦合系数在大应力下呈现非线性变化。本文通过实验数据建立了机电耦合系数与复合薄膜压电应力参数之间的关系。

    关键词： 纳米复合薄膜、聚偏氟乙烯、二氧化钛、能量收集器

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 利用拉伸铁电聚合物薄膜进行压电能量收集的发电方向依赖性

    摘要： 压电振动能量收集器采用单轴拉伸的聚偏氟乙烯/三氟乙烯共聚物（P(VDF/TrFE)）薄膜制备，并研究了压电发电与分子取向之间的关系。通过偏振傅里叶变换红外光谱（FT-IR）测量评估了拉伸P(VDF/TrFE)薄膜中的分子取向。在拉伸薄膜中，P(VDF/TrFE)的主链沿拉伸方向排列。采用悬臂梁式能量收集器测量发现，拉伸P(VDF/TrFE)薄膜的压电特性和发电能力强烈依赖于其分子取向。悬臂梁纵向拉伸薄膜制成的能量收集器测得压电系数（e）为16.9 mC/m2，输出功率为222 nW，这些数值分别约为未拉伸元件的2.1倍和3.5倍。

    关键词： 聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物(P(VDF/TrFE))、压电性、分子取向、能量收集、铁电聚合物

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 聚偏氟乙烯/等离子体处理的钛酸钡纳米复合材料，具有增强的电活性相

    摘要： 通过非热等离子体技术，成功将具有功能的C=O和C-O基团固定到高介电常数材料钛酸钡（BaTiO3）表面。这些官能团与聚偏氟乙烯（PVDF）中的CH2或CF2基团之间存在强偶极相互作用，一方面增强了PVDF/BaTiO3纳米复合材料的电活性γ相；另一方面提高了BaTiO3在PVDF基体中的分散性。与未处理的样品相比，PVDF/等离子体处理BaTiO3纳米复合材料中观察到更小的球晶尺寸和更好的亲水性。因此，PVDF/等离子体处理BaTiO3纳米颗粒比PVDF/BaTiO3纳米颗粒表现出更高的介电常数和更低的介电损耗。

    关键词： 等离子体处理的钛酸钡纳米复合材料、介电常数、电活性γ相、介电损耗、聚偏氟乙烯（PVDF）

    更新于2025-09-09 09:28:46