新型光伏变色智能窗自动调节采光

<正>你见过这样的智能变色窗吗?它们可以随着太阳光的强弱,自动调节光线强度,改善室内采光;还能将酷热的太阳光直射温度降低超过9℃……日前,我国科学家设计了一种全幅面高对比变色智能窗,利用对室内环境无用的紫外线作为"开关",控制可见光与红外线的透过率,从而智能调节室内亮度与温度,最终实现对太阳光全谱段智能管理。与以往利用外部电路连接的光伏电池板驱动的电致变色窗繁冗的结构不同,     

一种同时测定热镜薄膜光学、热辐射及电学性质的方法

近年来,热镜作为一种新颖的节能材料发展很快,并可望在不远的将来在节能电光源、隔热窗、汽车防霜玻璃、太阳能热水器、太阳能电池等方面产生一批新一代节能产品. 热镜膜的光学性能(光学常数)、热辐射性能(发射率)、电学性能(膜层电荷浓度、霍耳迁移率、薄膜电阻率)是热镜膜的重要性能参数,它们不仅是膜层性能优劣的判据,也是了解膜层微观结构的窗口,更是评估和改善热镜膜镀制工艺的依据与指导.可是,目前这些参数普遍空     

纳米结构光子吸收特性的强化及调控

等离激元纳米结构具有很强的光子散射和吸收性能,在光热转换、光化学转换和光电转换等领域有重要应用.本文采用时域有限差分方法(FDTD)对金属/介质、介质/金属纳米结构的光子吸收特性进行模拟,讨论了各层相对厚度对不同组合形式纳米结构光谱特性的影响.金属表面等离激元共振效应的激发,产生强烈的近场效应,使得散射和吸收性能显著增强.通过调节粒子尺寸和各层厚度,可以实现共振吸收强度和共振位置在较宽波段范围的有效控制.同时,讨论了金属、介质两种材料的不同组合形式对光谱特性的影响,相比于金属/介质核壳结构,介质/金属复合结构的光谱特性调节作用更强.控制SiO 2/Ag核壳结构各层相对厚度,可以实现光子吸收特性在宽波段范围内的调节和控制,在光热转换领域将有重要应用.     

一种新型丝状光阳极集成的光电致变色器件

提出了一种新型丝状光阳极集成的光电致变色器件, 研究了器件在着色态和褪色态的透过光谱. 结果表明, 器件在褪色态时平均透过率是68.0% (400~1100 nm), 在着色态时平均透过率是26.1% (400~1100 nm), 器件在736 nm处最大光谱调控范围在81.9%~30.3%之间变化. 与传统结构的光电致变色器件相比, 新型结构的光电致变色器的光谱调控范围进一步显著拓宽, 解决了传统结构的光电致变色器件在褪色态时透过率低的缺点.     

智能玻璃

玻璃窗能透光、挡风和阻挡灰尘,是建筑物和居室必不可少的组件。由于夏季室外气温升高,室内光线增强和温度升高,人们不得不打开空调或拉上窗帘,使窗户失去原来的一些作用。能不能有一种窗玻璃随着气温的变化而自动调节室温和亮度?智能玻璃就应运而生了。最先出现的是一种具有调光功能的智能玻璃,可根据室外光强的变化来调节窗玻璃颜色的深浅。例如美国几家公司开发的一种玻璃工艺,可把5层薄薄的特殊陶瓷材料烘到玻璃板上,而陶瓷层厚度只及人的头发直径的五分之一。如果对该玻璃板的陶瓷涂层通上电流,玻璃的颜色便会发生变化:电压越高,玻璃变…     

天文学——下一场空间科学竞赛的领域

在近十多年来,我们获得了许多激动人心的新天文学知识,这些知识主要是从天文卫星上传送回来的.我们知道,地球的大气层只能透过光和无线电波(及部分红外波),而挡住了其它一切辐射线.因此,只有光学望远镜和射电望远镜才能透过这明净的“窗户”看见天空.要想研究γ射线、X射线、紫外线以及长波红外辐射线,就必须把探测仪器送到大气层之外去.地面上的许多光学和射电天文观测站只同很少几个天文卫星配合进行观测.1983年初,仅有两个天文卫星了,它们的寿命都已超过四年,其中一个是国际紫外光探测者(IUE),目前,它仍然在接收高质量的紫外光谱,另一个是日本的小型X射线卫星白鸟(Hakucho),它也还在监测着天空,搜寻X射线脉冲.     

远紫外线损伤生物大分子的新证据

100多年前人们就知道紫外线有色素沉着、抗佝偻病和杀菌作用.1930年前后又发现紫外线有诱变性.有关杀菌和诱变性的作用光谱表明,这些效应是由于核酸吸收紫外线能量引起的.根据光只有被吸收才能产生光化反应的Draper原理,紫外线的主要生物效应是它在核酸中的光化反应引起的.蛋白质在细胞生命中起着重要作用,但紫外线在     

a-SiN:H薄膜的对靶溅射沉积及微结构特性研究

采用对靶磁控反应溅射技术以N₂和H₂为反应气体在硅(100)和石英衬底上制备了氢化非晶氮化硅(a-SiN:H)薄膜. 利用台阶仪、原子力显微镜、紫外-可见(UV-VIS)光吸收和傅里叶红外透射光谱(FTIR)对薄膜沉积速率、微观结构及键合特性进行了分析. 结果表明, 利用等离子反应溅射可在较低衬底温度条件下(T_s<250℃)实现低表面粗糙度和高光学透过率的a-SiN:H薄膜制备. 增加衬底温度可使薄膜厚度减小, 薄膜光学带隙Eg提高, 薄膜无序度减小. FTIR分析结果表明, 薄膜主要以Si-N, Si-H和N-H键合结构存在, 随衬底温度增加, 薄膜中的键合氢含量减小, 而整体键密度和Si-N键密度增加. 该微观结构和光学特性的调整可归因衬底温度升高所引起的衬底表面原子迁移率和反应速率的增加.     

VO_2热致变色材料:从纳米颗粒到柔性贴膜

VO2(M1/R)具有温度控制的可逆莫特相变性质,当材料的结晶相从VO2(M1,呈半导体状态)转变为VO2(R,呈金属状态)或者反向转变时,其光学、电学等性质发生显著变化.利用这些物理特性变化,VO2可应用于光存储、智能窗、热敏电阻和非致冷焦平面等领域.本文聚焦VO2智能窗的最新研究进展,着重介绍面向现有建筑高耗能玻璃的节能改造而研发的VO2智能节能贴膜的制备、性能、产业化和应用;综述了纳米粉体的合成、表面改性、分散和分散液的制备以及纳米印刷等技术,总结了贴膜的基本物性、耐候性和节能效果,并展望了VO2贴膜的产业化和应用前景.VO2贴膜作为我国自主研发的高科技新材料,针对我国建筑节能领域现实而迫切的应用需求,是老旧建筑玻璃节能改造的一种新材料,值得推广应用.     

热处理工艺对KTa0.65Nb0.35O3薄膜结晶学性能的影响

钽铌酸钾(KTa_(1-x)Nb_xO_3,简称KTN),铁电与顺电相变温度(T_c)可通过改变钽铌比调节,将T_c调节到近室温附近,其晶体具有良好的热释电、电光和非线性光学性质,可用于热释电探测器、电光调制器、电光偏转器、全息存贮等,其薄膜可用于光电子器件和集成光学器件中.当x=0.35时,KTN在无机材料中具有最大的二次电光系数.我们用Sol-Gel法制备了其沿(100)、(111)取向生长的薄膜.薄膜的结晶学性能对薄膜的电学、光学和电光性能有很大的影响,如焦绿石结构相的存在,使KTN薄膜失去铁电性.另外,薄膜的Curie温度(T_c)升高,介电温谱峰竞化,剩余极化强度降低,电滞回线变窄等,不仅与尺寸效应、衬底对薄膜的应力有关,而且与薄膜的结晶学性能有关.本文研究了热处理工艺对薄膜的结晶学性能的影响.     

新的稀土锂钒酸盐[Y_(0.5-x)Li_(1.5)VO_4:(Dy~(3+),Eu~(3+))_x]多波段发光

本文首次报道了新的稀土锂钒酸盐Y_(0.5-x)Li_(1.5)VO_4:(Dy~(3+),Eu~(3+))_x多晶粉末的制备,多波段发光和结构. 样品的制备是采用稀土氧化物(Y_2O_3Dy_2O_3和Eu_2O_3)纯度为99.99％与光谱纯的V_2O_5和Li_2CO_3按化学计量比混匀,在     

氨基酸分子的太赫兹时域光谱

采用THz时域光谱(THz-TDS)测试技术, 在室温氮气环境中, 对4种氨基酸分子(酪氨酸、精氨酸、组氨酸和谷氨酰胺)在0.2~3.0 THz波段的光谱特性进行了探测. 根据提取材料THz光学参数的物理模型, 获取了吸收系数和折射率等光学参数, 得到了具有高分辨率的特征吸收谱和折射率谱; 所得结果填补了氨基酸在远红外区域的光谱空白, 为利用THz时域光谱技术研究其他氨基酸分子, 建立氨基酸类分子的指纹谱库以及分析分子构象等问题提供了科学依据.     

新型半透明陶瓷

透明陶瓷,如Al_2O_3,MgO,Y_2O_3等,由于其良好的力学、热学及抗腐蚀性,在光电领域有广泛的用途.近年来,一些半透明陶瓷,如莫来石(Mullite)、尖晶石,引起人们的关注,主要是因为它们在中红外光谱区有较高的透过率,可被用作高温窗口材料.KZr_2P_3O_(12)(KZP)陶瓷是一种低膨胀材料,本文主要研究其光学性能.     

超临界CO2再压缩/再热燃煤发电系统热力循环

煤在我国处于基础能源地位,发展变革性燃煤发电技术具有重要意义.与超临界水蒸气朗肯循环相比,超临界二氧化碳(S-CO_2)布雷顿循环具有效率高及系统紧凑等优点,是未来动力循环的发展方向,但S-CO_2燃煤发电面临循环构建、锅炉压降及烟气余热吸收等关键难题.为此,本文发展了热力学、CO_2流动传热及烟气余热能量分布综合模型,研究了S-CO_2再压缩/再热燃煤发电系统热力学特性,首次发现热效率曲线对于一次再热和二次再热出现交叉,进而提出了S-CO_2循环采用一次再热或二次再热的筛选准则.针对锅炉烟气余热吸收问题,本文通过揭示主蒸气温度和压力间的内在关系,提出了调节主蒸气压力方法,结果表明该方法可有效吸收烟气余热,但受材料耐压极限所制约,因而本文在S-CO_2再压缩/再热循环基础上,引入烟气冷却器,以解决烟气余热吸收问题,给出了烟气冷却器与热力系统间的最佳集成模式,所构建的燃煤发电系统热效率达50.82%,锅炉效率达94.43%.本文为发展S-CO_2燃煤发电系统奠定了理论和技术基础.     

单层WS2(1-x)Se2x中的有序相和无序相

调节组分和结构是调节二维材料的电子性质的重要手段.以WS_(2(1–x))Se_(2x)为例,通过理论计算研究了阴离子替代形成的过渡金属硫化物半导体合金.通过第一性原理计算结合特殊准随机结构(SQS)模型和团簇展开结构搜索(CE)法,探索了单层半导体合金WS_(2(1–x))Se_(2x)的有序相和无序相的热动力学特性.发现在x=1/3, 1/2和2/3时,有序相向无序相发生相变,相变温度分别为27, 28, 25 K.通过第一性原理能带计算和能带反折叠法,发现价带顶附近带边和导带底附近带边状态主要来源于W的d轨道,带隙随Se组分呈现线性变化趋势,与原子的有序排列或无序排列无关;同时发现电子和空穴的有效质量与原子的有序排列或无序排列密切相关.     

彩色溶致液晶的研究

在新型阳离子表面活性剂3-对壬基苯氧基-2-羟丙基三甲基溴化铵(NPTAB)-正丁醇-水组成的三元体系中, 利用偏光显微镜观察到色彩绚丽的溶致液晶纹理. 通过核磁共振(²H NMR)、小角X射线衍射(SAXS)并与纹理照片对照, 确定了该体系的液晶结构类型, 由差示扫描量热(DSC)测定证实了液晶结构的转化. 初步考查了液晶层厚度、温度和时间等因素对液晶颜色的影响.     

量子点转化LED封装的进展与展望

量子点转化发光二极管(quantum dots converted light-emitting diode,QCLED)是一种将量子点封装于发光二极管(LED)的新型发光器件,其中量子点作为一种新型的光转换材料,具有光谱可调、半峰宽较窄、量子产率高等优点,可以使QCLED获得高显指、高饱和性、宽色域的出光,成为近年来在照明和背光领域研究和应用的热潮.不同于传统荧光粉,量子点通常只能存活于液体或者固体基质中,其最常用的封装形式为与高聚物共混成膜,然后封装于LED中.但是在封装过程中如下4个关键问题:(1)量子点与高聚物的共混过程中会遇到兼容性问题,这将导致成膜合格率差、量子点团聚、量子点荧光猝灭等问题;(2)QCLED的热可靠性较差,温度升高将导致量子点表面配体会发生脱落或者失效,暴露出表面缺陷,造成可逆或不可逆的荧光效率降低;(3)氧气、湿气可靠性较差,氧气与湿气会渗透至膜片内的量子点表面,并与配体或表面原子发生不可逆反应,造成膜片的光学效果退化;(4)QCLED的组分光谱往往为3种或4种,需要有两种以上的量子点进行混合封装,为了满足高显指、高光效等目标,需要对各组分光谱的光学参数与组分之间的搭配进行优化,以期理论指导实际封装,获得高性能QCLED.本综述针对上述问题进行阐述,并对相应的解决方案进行了总结,对高性能QCLED的光谱优化方法进行了总结与展望.     

直流溅射法制备电致变色NiO_x膜

材料在外电场或电流的作用下,发生可逆的色彩变化叫电致变色(Electrochromic)现象.电致变色材料在大面积显示、调光囱户(Smart window)以及信息的(彩色的和连续的)贮存等领域,有很好的应用前景.目前研究的重点是若干过渡金属氧化物及其水合物的电化学变色性(Electrochemichromism),其工作模式是:将这些材料制成覆盖在导电(透明)衬底上的薄膜,并成为电池的一个电极,给电极施加电压后,薄膜两侧同时分别注入(或抽取)电子和离     

纳米微粒SnO2的光限幅特性

随着高灵敏快响应光电探测器的广泛应用,迫切需要研制一些光限幅器来保护这些精密仪器。光限幅器的工作原理是基于材料的非线性光学特性,因而选择合适材料并研究它的非线性光学响应是非线性光学中非常重要的课题。纳米微粒有相对大的比表面积,在微粒表面存在大量原子空位或缺陷,形成表面受陷态(trapped states)。在外界激光作用下,这些表面受陷态成为有效光生载流子的无辐射途径,导致大的热致折射率变化,形成瞬态热透镜。这个热透镜使信号光束出现扩散或会聚,通过选择样品相对位置,从而实现光束限幅效应。近年来,利用非线性光学原理的光限幅效应研究已有一些报道,大多采用的是有机非线性材料和体相半导体材料,但存在着材料稳定性差及限制效果不太理想等局限性。利用单光束Z-扫描技术,本文进行了表面修饰的SnO_2纳米微粒热致折射率n_2测量和它的光限幅特性研究。     

建筑用金属薄膜的光学性质

金属薄膜技术已广泛用于建筑材料中,所利用的性质主要是镀金属薄膜的玻璃所具有的光谱选择性.金属薄膜在建筑中的应用通常可分为两类.一类是所谓热镜,它能充分透过整个太阳光谱(0.36～2.5μm 波段)辐射,而对