纳米硅（nc—Si：H）／晶体硅（c—Si）异质结太阳电池计算机模拟

文章运用美国宾州大学发展的AMPS程序模拟计算了n--型纳米硅(n^ --nc—Si：H)／p--型晶体硅(p--c—Si)异质结太阳电他的光伏特性。结果显示，界面缺陷态是决定电池性能的关键因素，显著影响电池的开路电压(Voc和填充因子(FF)。计算得到了这种电池理想情况下(无界面态、有背面场、正背面反射率分别为0和1)的理论极限效率ηmax＝31．17％(AM1．5100MW/cm^2 0.40--1.10μm波段）     

高密度锂离子正极材料前驱体Ni_(0.8)Co_(0.2-x)Al_x(OH)_2的制备

采用二次干燥的化学共沉淀法制备出了Co-Al共掺杂的高密度锂离子电池正极材料前驱体Ni0.8Co0.2-xAlx(OH)2(X=0,0.05,0.1,0.15,0.2).研究了不同Co-Al的掺杂比例,NaOH溶液的浓度、滴定速率、烘干方式等因素对前驱体振实密度的影响.XRD分析表明,不同掺杂比例的Ni0.8Co0.2-xAlx(OH)2均为六方层状的β型结构,晶型结构规整.充放电测试表明以此前驱体与LiNO3反应制得的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料具有良好的电化学性能.     

(La_(1-x)Pr_x)_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3族化合物的回滞效应的Monte Carlo模拟

在最近几年里人们对于ABO3型的钙钛矿结构的 T1-xDxMnO3(其中T代表稀土金属,D 代表碱土金属)进行了广泛的研究,这是因为磁性锰氧化物(manganite)具有庞磁阻效应(colossal magnetoresistance). 为此,人们最近提出微观相分离(phase separation) 机制.特别地,它对这一类材料在由电荷有序绝缘体向铁磁金属态转变时所引起的渗滤现象的解释中起重要的作用[1].     

微晶硅/晶体硅HIT结构异质结太阳电池的模拟计算与分析

运用AFORS-HET程序模拟分析μc-Si(p)/μc-Si(i)/c-si(n)HIT结构异质结太阳电池的光伏特性,并研究发射层厚度、本征层厚度、本征层能隙宽度、界面态密度以及能带失配等参数对太阳能电池光伏特性的影响,计算结果表明:插入5nm较薄微晶硅本征层,电池的转换效率最佳;随着微晶硅本征层厚度增加,电池性能降低,电池的界面缺陷态显著影响电池的开路电压和填充因子,对能带补偿情况进行模拟分析,结果显示,随着价带补偿(△Ev)的增大,由界面态所带来的电池性能的降低逐渐被消除,当△Ev=0.25 eV时,界面态带来的影响几乎完全消除,通过优化各参数,获得微晶硅/晶体硅HlT结构异质结太阳能电池的最佳转换效率为19.86%.     

双电子体系(H_2O)_(12)~(2-)的结构及额外电子定位研究

采用密度泛函结合对称性破损(DFT-UBS)方法研究了水分子团簇(H_2O)_(12)~(2-)双电子体系的结构、稳定性及电场诱导下的额外电子定位。计算显示(H_2O)_(12)~(2-)的两种结构(1和2)都以单态为稳定态,其中2是独特的开壳型单态双自由基,其两个自由基电子(HOMO(α)和(β))分居于分子的两端。在外电场(0.0033≤Fz≤0.0256 au)的诱导下,一端的自由基电子可以迁移到另一电子一端而不明显改变体系的单态双自由基特征。     

非晶硅/晶体硅(a-Si/c-Si)异质结

通过对非晶硅/晶体硅(a-Si/c-Si)异质结能带不连续、发射结掺杂以及界面态密度进行分析,研究它们对a-Si/c-Si异质结的界面特性,以及a-Si(N+)/c-Si(P)结构电池性能的影响.研究发现,能带不连续以及a-Si发射结高掺杂有利于实现界面复合机制由以悬挂键复合主导的复合机制向由少数载流子复合占主导的SRH(Shockly Read-Hall)复合机制转变,有效降低界面复合速率.AFORS-HET软件模拟显示：在c-Si(P)衬底掺杂浓度为1.6×1016 cm-3时,a-Si(N+)发射结掺杂浓度大于1.5×1020 cm-3是获得高电池效率的必要条件;与短路电流密度相比,开路电压受a-Si/c-Si界面态密度影响更明显.     

质子交换膜燃料电池流场设计最佳化的反问题求解方法

为寻求最佳的流道高度参数,利用由简化共轭梯度法(反向求解器)和完整的三维、两相、非等温燃料电池数学模型(正向求解器)构成的质子交换膜燃料电池多参数最佳化反问题求解方法,将流道各弯头处高度作为搜寻变量(最佳化对象),以电池输出功率密度的倒数作为目标函数,通过搜寻目标函数最小值,得到了流道各弯头处最佳高度(最优化设计参数值).结果表明,最佳的蛇型流场除出口流道为高度渐扩型外,其余流道均为高度渐缩型,其性能比传统蛇型流场提高了约11.9%.渐缩型的流道强化了肋下对流,可有效移除肋条下方多孔扩散层中的液态水,提高反应气向多孔电极的传递速率,因而改善了电池性能.渐扩型的出口流道可防止过强的肋下对流导致燃料"短路",直接跨过多孔扩散层从电池出口流出造成燃料浪费.     

脱锂态LixCoO2(0.5＜x＜1)的晶体结构

研究了随锂离子的脱出,锂离子电池正极材料LixCoO2(0.5＜x＜1)晶体结构的变化.对高温合成的LiCoO2用强氧化剂NaS2O8化学抽取锂离子,得到几种不同锂含量的脱锂态LixCoO2,并使用x射线衍射和电子衍射进行晶体结构分析.X射线衍射结果表明,在0.5＜x＜1范围内LixCoO2晶胞参数c发生变化.电子衍射结果表明,脱锂态的LixCoO2(0.5＜x＜1)中发生了x射线衍射检测不到的锂离子/空位有序排列的相变,从而使晶体结构显著变化,并给出了相应的晶体结构模型.相变在以LiCoO2为电极的电池充放电曲线上表现为电压平台.     

莫比乌斯型环多并苯(Mbius[n]cyclacenes,n=7～10)的开壳单态双自由基特性研究

采用密度泛函结合对称性破损(DFT-UBS)方法研究了莫比乌斯型环多并苯(Mbius[n],n=7~10)的结构、稳定性及其开壳单态双自由基特性,为莫比乌斯型单层纳米管材料和自旋器件材料的基础研究提供理论依据。计算结果表明,随着融合六元环数目n的增加,莫比乌斯型环多并苯体系的基态由闭壳型(CS)单态慢慢变为了开壳型(OS)单态;Mbius[7]和Mbius[8]的基态是CS单态;而Mbius[9]和Mbius[10]的基态是OS单态,即Mbius[9]和Mbius[10]的基态具有典型的单态双自由基特征。     

氢化物原子吸收法测定水中的Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)

锑及其化合物是环境污染的主要物种.因此在环境分析化学中,对于痕量锑的测定是十分必要的.目前,原子吸收光谱发在环境监测中得到广泛的应用.但用氢化物原子吸收法测定不同价态痕量锑的报道尚不多见.本文探讨了Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)氢化物发生的条件,共存元素对测定的影响,以及自来水和地面水中不同价态的锑含量,灵敏度达2.5ppb以上(1%吸收).     

△G/F—n图解在元素化学中的应用

物质变化过程的自发性,热力学和电化学从不同角度证明: △G(T,P)<0 或E_电池>0属于自发过程。当电极反应,用元素的不氧化态(n)对半电池自由焓变化(△G)作图,能够直观地表示出元素在不同价态的稳定性以及它们之问的氧化还原反应的关系。这种图解     

Gd掺杂Li_4Ti_5O_(12)电化学特性的第一性原理研究

基于第一性原理计算,研究Gd掺杂的Li_4Ti_5O_(12)锂离子电池负极材料的电化学特性.Gd原子替代16d位的原子形成p型或n型的Li_4Ti_5O_(12),引入的空穴和电子有效提高Li_4Ti_5O_(12)材料的电导率,同时Gd的引入有效增大Li_4Ti_5O_(12)晶胞的晶格常数,从而加宽了Li离子在体系内的扩散通道,有利于Li离子的嵌入和脱出.作为一种零应变材料,Gd的掺杂有效提高Li_4Ti_5O_(12)锂离子电池负极材料的大倍率电流充放电性能、电池的充放电比容量以及材料循环性能的稳定性.     

Cu2ZnSnS4/Zn(O，S)异质结薄膜太阳电池的数值仿真

采用SCAPS软件,对CZTS/Zn(O,S)/Al:ZnO结构的薄膜太阳电池进行数值仿真,主要模拟研究Zn(O,S)的禁带宽度和电子亲和势、缓冲层的厚度及掺杂浓度、环境温度对电池性能的影响.结果表明:当Zn(O,S)的厚度和载流子浓度分别为50 nm和10~(17)cm~(-3)时,电池的转换效率可达14.90%,温度系数为-0.021%K~(-1).仿真结果为Zn(O,S)缓冲层用于CZTS太阳电池提供了一定的指导.     

HIT太阳能电池性能的模拟计算

运用AFORS-HET程序,对带有本征层的异质结(HIT)太阳能电池结构参数进行模拟分析,研究透明导电氧化物薄膜(TCO)功函数、背电场、衬底厚度以及衬底材料的选择对电池性能的影响。结果表明:p型衬底结构电池TCO功函数越小越好,而n型衬底TCO功函数越大越好。背电场对电池载流子的传输和背表面复合有较大的影响。减小衬底的厚度造成光吸收减少,短路电流降低,电池效率有一定损失。从理论上分析,n型材料更适合作为电池衬底。通过优化电池结构,获得了p型衬底电池的最高转换效率为23.38%,n型衬底电池最高转换效率26.74%。     

非晶硅太阳电池背接触界面和n型层参数敏感性研究

在参照国内外大量实验测量数据的基础上,建立了pin结构非晶硅太阳电池的计算模型．通过一系列模拟计算和分析,研究了电池3个外部特性和能量转换效率对背接触界面和n型层参数的敏感性．结果表明,背接触势垒高度和n型层掺杂浓度是对电池外部特性参数有显著影响的敏感参教;背面反射率只对短路电流和转换效率的改善有贡献且最大增幅均小于10％;背接触界面载流子表面复合速率和n型层的厚度、迁移率隙、载流子迁移率等参数对电池各外部特性的影响均很小．根据对计算结果的分析,提出了背接触界面和n型层参数的一组优化值,并指出背接触势垒高度和n型层掺杂浓度应作为理论和工艺研究重点．     

基于新型正极材料的高功率锂离子电池

采用尖晶石LiMn2O4材料制作了18650型锂离子电池,分析了影响锂离子电池大电流放电性能的主要因素如极耳、极片、电解质溶液等。又采用新型正极材料LiMnxNiyCozO2开发出性能更优越的18650型高功率锂离子电池,该电池可10C连续放电和8C快速充电,并具有优秀的循环性能和搁置性能。18650型高功率锂离子电池的开发,为研制混合电动车(HEV)用高功率锂离子电池提供了实验依据。     

基于ECTLBO-ELM模型的荷电状态估计

电池的荷电状态(SOC)表示电池的可用容量,是电池管理系统重要参数之一.以锂离子电池为例,准确的估计可以提高其性能.为了建立锂离子电池的精确计算模型,提出了一种基于增强混沌教与学优化算法(ECTLBO)优化极限学习机(ELM)的SOC估计模型(ECTLBO-ELM).在ECTLBO-ELM模型中,一是利用增强混沌优化策...     

H_2O在Cu(111)表面吸附和解离的第一性原理

为了研究H_2O对锂离子电池负极集流体铜表面的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对H_2O在Cu(111)面的吸附和解离进行了计算。通过Materials Studio软件的Dmol 3模块,计算了相关的几何参数、能垒和态密度等。研究结果表明,H_2O在清洁和预吸附O的Cu(111)表面吸附的最稳定吸附位置都为top位,且H_2O都以分子形态进行吸附。通过态密度分析表明,当H_2O在预吸附O的Cu(111)表面吸附时,O 2p态与Cu 3d态有较强的杂化作用,而在清洁表面则不明显;H_2O在清洁Cu(111)表面解离的能垒为148.54kJ/mol,当在预吸附O原子的Cu(111)表面解离时,能垒明显降低到92.73kJ/mol,表明预吸附O原子能促进H_2O在Cu(111)表面的解离。     

碱性锌锰电池

碱性锌锰电池是普通干电池的升级换代的高性能电池产品 ,有ＬＲ6 (五号 )和ＬＲ0 3(七号 ) 2种产品电池。产品可分为普通型和微汞型 ,现正在开展无汞型电池试制。性能和用途　电池性能符合国家行业标准 ,与国外电池性能相当。由于能重负载、大电流放电、电容量大、低温性和防漏性能好 ,性能价格比高等优点可广泛用于民用和工业。特别适用于闪光照相机、微型收录机、摄像机、对讲机、ＢＰ机、剃须刀、手掌型彩电、游戏机、玩具、遥测器、报警器、计算器、助听器、手电筒和电钟等仪器设备。如ＡＡ型 (五号 )碱性锌锰电池用于闪光照相机可连拍 …     

HG-AFS测定土壤水溶态、可交换态Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)

硒的形态分析(含价态)在环境、生命科学以及食品、医药卫生方面具有重要意义.为了了解土壤水溶态和可交换态中硒具体价态以及相关价态含量,通过实验优化了氢化物发生原子荧光光谱法测定条件,直接测定Se(Ⅳ)和定量还原后测总无机硒,差减法测得Se(Ⅵ)量.对两种供试土壤的水溶态和可交换态硒存在的价态及含量进行了报道,方法简便可行.