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oe1(光电查) - 科学论文

16 条数据
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  • 不同几何约束下水激光烧蚀后的推进效应

    摘要： 使用脉宽7纳秒、脉冲能量最高达10毫焦的Nd:YAG激光器，在覆盖水层的铝棒前表面诱导光学击穿。该铝棒作为弹道摆的组成部分，通过耦合系数与能量转换效率，研究不同约束几何结构、作用于棒前表面的水量以及该表面与激光焦点距离对推进效应的影响。在靶材表面钻制不同尺寸孔洞并填充不同水量，以考察液体（自由边界）与固体表面几何结构对激光烧蚀效应的约束影响。采用每秒1万帧的高速摄像机记录激光烧蚀后的棒体运动与水射流喷射过程。结果表明：空腔约束通过塑形液体喷射流显著增强推进效果；而水层内诱发的空化气泡对推进效率起关键作用。数据显示激光推进后棒体携带的总机械能不足0.5%，其余能量均转化为被烧蚀水的动能。正如预期，将靶面远离焦点位置会降低烧蚀推进效率——当焦点移入固体靶体时，因脉冲能量向空化气泡能量的转化率降低导致效率下降；若焦点从表面向外移动，气泡将趋向液-气界面，无法有效喷射靶体全部液体。

    关键词： 空化气泡、耦合系数、激光推进、纳秒激光、能量转换效率、激光烧蚀

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于熵分析的近场热光伏系统性能评估

    摘要： 近场辐射热传递可显著提升热光伏（TPV）系统的输出功率。因此，探究如何提高近场TPV系统的能量转换效率至关重要。本研究基于有效介质理论中的涨落-耗散定理，从热力学公式出发评估了近场TPV系统的性能。研究发现：采用InAs或GaSb电池的近场TPV系统分别能实现更高的热通量或效率极限；而由纳米线/纳米孔阵列构成的双曲超材料（HMM）发射极TPV系统，相比块体参考体系具有更高的热通量和效率极限。这归因于HMM能支持双曲模式，且其辐射特性对能量转换效率展现出有利的熵含量。本工作提供了一种无需考虑系统运作机制即可确定效率极限并建立近场TPV系统效率目标的方法，研究成果将助力HMM发射极与TPV电池材料的设计应用，从而提升近场TPV系统的效率。

    关键词： 热光伏系统、近场辐射传热、能量转换效率、双曲超材料、熵分析

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 从电子结构计算预测染料敏化太阳能电池器件参数以复现实验结果

    摘要： 鉴于近年来染料敏化太阳能电池（DSSCs）的功率转换效率（PCE）提升趋缓，在无需实际合成的情况下通过计算机模拟准确预测试验染料的器件参数，将极大加速设计进程。当前最优的设备参数计算方法依赖一组实验测定的动力学系数，但这类参数的实际测量难度极高，限制了预测方法的总体精度。本研究提出仅需密度泛函理论（DFT）和含时DFT计算结果即可获取关键参数（如JSC、VOC和PCE）的模型——其核心在于电子转移速率最终取决于染料与TiO?工作电极的电子结构。研究选取六种不同化学类别的有机DSSC染料（L0、L1、L2、WS-2、WS-92和C281）验证该方法效能，其已知实验性能指标成功验证了预测结果：预测PCE值的最大绝对误差仅0.36%（相对实验值），最大相对误差为0.042。这表明该模型在精度与一致性上均较既有DSSC器件参数预测方法有显著提升。此外，此类预测模型的设计理念可推广至其他光伏应用领域，进一步助力新型高效光活性材料的设计开发。

    关键词： 性能预测、能量转换效率、染料敏化太阳能电池、光伏特性、密度泛函理论

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 双激光脉冲等离子体相互作用增强质子加速与转换效率

    摘要： 我们报道了一种通过箔片与双激光脉冲相互作用来提高质子加速和能量转换效率的有效方案。研究发现，在总激光能量恒定的情况下，与单激光脉冲相比，采用箔片相互作用的双激光脉冲能使加速质子的峰值能量、总数及最大能量显著提升。首脉冲（预脉冲）的作用是改变靶材电子分布并减少后续激光脉冲的反射，从而增强激光吸收，使第二脉冲（主脉冲）的更多能量转化为粒子能量。主脉冲优先加速等离子体深处速度较慢的电子，同时通过体积加热也加速了快电子。最终当靶材对激光脉冲产生相对论透明效应时，质子通过激光击穿后燃机制被加速至高能状态。

    关键词： 质子加速、激光-等离子体相互作用、双激光脉冲、能量转换效率

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 全向PERC太阳能电池利用通过图案化PDMS封装入射的周期性局部聚焦光

    摘要： 基于晶体硅太阳能电池的光伏板是目前应用最广泛的再生能源电力来源，业界为提高其能量转换效率付出了巨大努力。这些发展通常聚焦于电池级器件改进以抑制光生载流子复合，由此确立了背表面场、钝化发射极和背面接触（PERC）、交叉背接触以及本征薄层异质结等技术方案。本研究提出通过聚二甲基硅氧烷封装实现入射光的周期性局部聚焦来调控准费米能级，从而提升光伏组件级性能——这种改进可与电池级优化形成互补。利用局部聚焦光束改变PERC太阳能电池内部准费米能级，其原理在于电池内部的局域化光子分布。通过控制局部聚焦条件可诱导不同准费米能级，进而产生差异化的效率变化：例如指状电极间中心聚焦能在降低填充因子的同时提升电流密度，而多重局部聚焦则更显著增强填充因子而非电流密度。我们针对不同入射角度研究了这些效应，相比裸电池使总电能产出提升了3.6%。该增幅具有实质意义，因为传统乙烯-醋酸乙烯酯封装会因短波光衰减导致效率下降。不过这也意味着需要开展更多组件尺度研究，以优化局部聚焦方法及其与器件级改进的协同效应，从而开发先进光伏技术。

    关键词： 准费米能级控制、?？榧对銮?、能量转换效率、光伏面板、晶体硅太阳能电池、局部聚焦、聚二甲基硅氧烷、PERC太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [IEEE 2019年亚太无线电科学会议(AP-RASC) - 印度新德里(2019.3.9-2019.3.15)] 2019年亚太无线电科学会议(AP-RASC) - 脉冲光纤激光的产生：纳秒至飞秒领域

    摘要： 热电子能量转换器（TEC）是一种直接利用热能作为能源、以电子作为工作流体的热力发动机。尽管作为高效直接能量转换装置具有巨大潜力，但基于真空的热电子能量转换器发展始终受制于空间电荷问题及低功函数材料的匮乏。直到近年来，随着制造技术的进步使得这些问题有望解决，研究人员才重新关注这项技术，使其成为替代现有能源生产系统的可行方案。本文重点综述了高效实用TEC面临的挑战，以及缓解这些挑战的最新研究成果与发展动态。此外，基于近期研究和技术进展，本文探讨了TEC的潜在应用领域，指出经过特定改进后，该技术可应用于多个行业。

    关键词： 纳米线、功函数、热电子能量转换（TEC）、空间电荷、能量转换效率

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 一种W波段蛇形折叠波导慢波结构的新制备方法

    摘要： 热电子能量转换器（TEC）是一种直接利用热能作为能源、以电子作为工作流体的热力发动机。尽管作为高效直接能量转换装置具有巨大潜力，但基于真空的热电子能量转换器发展始终受制于空间电荷问题及低功函数材料的匮乏。直到近年来，随着制造技术的进步使得这些问题有望解决，研究人员才重新关注这项技术，使其成为替代现有能源生产系统的可行方案。本文重点综述了高效实用TEC面临的挑战及近期缓解这些问题的研究成果，同时基于最新研究和技术分析了TEC的潜在应用领域，发现经过特定改进后，该技术可应用于多个行业。

    关键词： 纳米线、功函数、热电子能量转换（TEC）、空间电荷、能量转换效率

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 纳秒激光等离子体产生的极紫外与软X射线辐射的AXUV光电二极管诊断技术：时间分辨与时间积分分析

    摘要： 本文研究了AXUV（绝对极紫外）光电二极管诊断的时间分辨与时间积分实验结果及分析。这些结果通过测量激光脉冲（强度约5×1011 W/cm2，脉宽10-30 ns，波长1064 nm）与316钢靶相互作用产生的等离子体所辐射的极紫外（EUV）与软X射线（SX）功率获得。AXUV光电二极管检测到具有三个特征峰的EUV与SX信号。通过对AXUV信号的时间分辨分析推断：首个信号峰主要与自由-自由跃迁辐射机制相关，后续峰则分别与自由-束缚跃迁和束缚-束缚跃迁相关。观测发现EUV与SX脉冲辐射能量与激光脉冲能量呈近似线性比例关系。时间积分结果表明，平均能量转换效率约为3.7%。

    关键词： 自由-自由跃迁，AXUV光电二极管，极紫外与软X射线，能量转换效率，激光诱导等离子体，自由键跃迁

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 和频过程中保持三维激光脉冲形状

    摘要： 现代光阴极注入器需要采用三维整形激光脉冲来辐照阴极表面。这类脉冲能够控制所产生电子束的空间电荷分布，尤其可形成圆柱形和三维椭球形的电子束团?？占涔獾髦破鳎⊿LM）[1,2]和整形体布拉格光栅[3]可用于调控线性啁啾宽带红外激光脉冲的三维强度分布。但光阴极注入器中广泛使用的Cs2Te光电阴极在紫外光谱范围具有最高效率。因此，重要任务是将整形后的三维(x,y,t)红外脉冲以高能量转换效率转换至可见光及紫外波段，同时保持三维强度分布。这可通过相互作用脉冲群速度失配较低时的二次谐波（SHG）、四次谐波（FHG）和三次谐波（THG）过程实现。通过构建振幅倾斜或角度啁啾可控制群速度。本文展示了针对中心波长744 nm、光谱宽度6 nm（半高全宽）、脉宽15 ps（半高全宽）的激光脉冲，实施SHG、FHG及非共线THG过程的数值模拟结果。初始基频脉冲具有随时间线性增强的椭球形三维结构。

    关键词： 能量转换效率，三维激光脉冲形状，和频产生，谐波产生，光阴极注入器

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 多金属氧酸盐-离子液体（POM-ILs）在染料敏化太阳能电池（DSSCs）中的应用

    摘要： 多金属氧酸盐（POMs）作为阴离子金属氧化物，因其具有可逆的多电子氧化还原等独特性质，成为染料敏化太阳能电池（DSSCs）应用中的潜力候选材料。本研究通过磷钼酸根阴离子（PMo12O40 3-）与[BMIM]+、[BPy]+、[HDPy]+和[P6,6,6,14]+等有机阳离子组合，制备并表征了四种多金属氧酸盐离子液体（POM-ILs）。采用元素分析、ATR-FTIR及1H/31P核磁共振光谱对其化学结构进行了详细解析。将这些POM-ILs以不同吸附时间（15分钟至17小时）负载于光阳极（TiO2薄膜）进行测试，结果显示其光伏性能较商用化合物显著提升。电沉积工艺作为吸附法的替代方案能有效提高整体效率。总体而言，[BPy]3[PMo12O40]和[P6,6,6,14]3[PMo12O40]是DSSC应用中最具前景的化合物。

    关键词： 染料敏化太阳能电池、电沉积、离子液体、多金属氧酸盐、能量转换效率

    更新于2025-09-16 10:30:52