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飛秒激光脈沖制備硅基微納結構光伏材料
太陽能作為一種潔凈和相對易于獲取的能源在未來的動力產品中將占有越來越大的比份。如何發展高光電能量轉換效率、高可靠性和低成本的太陽能電池是目前太陽能利用領域所面臨的關鍵問題。相對于第一代和第二代太陽能電池(轉換效率<<50％)，各國科學家紛紛研究不同的應用于第三代太陽能電池的新材料和新結構，目標是使光電轉換效率大于5 0％。近年來，一種具有微、納米量級特殊結構的光伏材料成為太陽能電池的研究熱點。利用飛秒脈沖激光在極短的持續時間內激發出極大的峰值能量，其在硅片的相互作用過程中具有很強的非線性效應，聚焦燒蝕硅表面很小的一塊面積，形成規則排列的微納米結構。這種微納米結構由于表面積增大，對入射光波有很大的吸收，且對光的敏感性提高了數百倍，這些性質對我們提高光電轉換效率具有很大的指導意義。這種材料與本底未處理材料的性質相比，材料帶隙減小，對光的敏感性提高了數百倍，這使得其對波長為250—2500 nm的入射光波有大于90％的吸收；另外，黑硅比傳統材質的硅的比重低。這些奇特的光電和物理性質能進一步提高太陽能電池的光電轉換效率。根據光吸收效率，激子光量子效率，化學電勢效率以及填充因子計算總的光電轉換效率，普通硅基太陽能電池光電轉換效率只有1 5％，而基于微納結構光伏材料的太陽能電池轉換效率可望達到50%-60%。 針對國民經濟可持續發展在太陽能光伏技術方面的重大需求，發展利用超短脈沖激光制備具有優異光電轉化效率的微納結構光伏材料的新方法，以及通過探測光伏材料中非平衡載流子的能帶結構及微分負電導等特性，探知光伏材料的光電轉換效率，從而篩選出轉換效率較高的微納結構光伏材料，最終在發展新型、高效太陽能電池的新原理和新技術方面取得創新性突破，為我國研發具有自主知識產權的高效第三代光伏電池打下堅實基礎。
上海理工大學
2021-04-11
一種環氧樹脂基復合材料及其制備方法
本發明公開了一種環氧樹脂基復合材料及其制備方法，環氧樹 脂基復合材料包括環氧樹脂基體、以及均勻分散于所述環氧樹脂基體 中的聚苯乙烯空心球和聚乙二醇，所述聚苯乙烯空心球的含量為所述 環氧樹脂基體的 4.0vol.％～32.0vol.％，所述聚乙二醇的含量為所述環 氧樹脂基體的 2.0wt.％～10.0wt.％。通過本發明，制備了一種具有良 好的力學性能和隔音性能的環氧樹脂基復合材料，且該環氧樹脂基復 合材料的制備方法步
華中科技大學
2021-01-12
一種水泥基抹面材料塑性收縮開裂測定方法
本發明涉及一種水泥基抹面材料塑性收縮開裂測定方法。先制備 9143610320mm 的無底木模框，并在其內側涂覆機油；再將其置于 10003700320mm 的已硬化混凝土基 底上或 10003700350mm 已用砂漿粘接平鋪好的粘土磚基底上；然后按水泥∶砂∶水∶ 防裂纖維＝1∶1∶0.5∶0～0.20 質量比量取，攪拌 1-3min 制成水泥基抹面材料后倒入 木模框內，并沿邊緣螺旋式向中心進行澆注，注滿后立即快速刮平表面，并打開風速為 5m/s 的電風扇和位于抹面材料上方 1.5m 處的 1000W 碘鎢燈，光照 4h 和風吹 24h 后，在 20±2℃和相對濕度為 50±10％下測量和計算開裂權重值。本發明在 1~2 天內獲得其塑 性失水干燥收縮開裂性能的表征結果。可廣泛用于測定工程中水泥凈漿、砂漿及其復合 材料的塑性收縮性能，指導防裂施工，具有明顯經濟和社會價值。
同濟大學
2021-04-13
水泥基滲透性抗裂防水復合修復材料制備技術
本發明公開了一種水泥基滲透性抗裂防水復合修復材料及其制備方法,本發明水泥基滲透性抗裂防水復合修復材料由以下質量分數的祖墳組成:硅酸鹽水泥熟料20～40%、粉煤灰3～20%、石膏2～10%、高鋁水泥2～10%、硅酸鈉1～4%、萘系高效減水劑0.1～1.5%、碳酸鈉0.1～2.0%、整形石英砂40～70%、聚丙烯短纖維0.1～3.0%和羧甲基纖維素鈉0.05～1.0%;本發明材料性能優良、無毒無污染且具有粘結牢固、滲透深度好、防水抗滲效果和抗裂效果奇佳等特點,同時生產成本低廉、制備工藝和施工方法簡單、使
天津城建大學
2021-01-12
原位自生TiC或(TiC+TiB)增強鈦基復合材料
鈦及鈦合金具有密度小、強度高、耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、非磁性、線膨脹系數小等多種優點，特別是其比強度，在已有的材料中幾乎是最高的，因此，鈦主要應用在航空領域中以降低飛行器重量。隨著科技的發展，原來的鈦合金在某些方面已經不能滿足現代航空、航天的需求。鈦基復合材料既保持了鈦的優良性質又具有比鈦更高的比強度和比模量，可望成為航空航天與其它高技術領域中重要的結構材料。其中，原位自生復合材料，增強相是通過外加的化學元素之間發生化學反應而生成的。與傳統的外加法制得的復合材料相比，原位自生鈦基復合材料表現出以下優點：制備工藝簡單，可以用鈦合金傳統的冶煉和加工的設備制備大尺寸的鈦基復合材料，因此易于工業化生產；增強體和基體在熱力學上穩定，因此在高溫工作時，性能不易退化；避免了外加法帶來的界面污染等問題；原位生成的增強相在基體中分布均勻，表現出優良的機械性能。而TiC和TiB共同的特點是：熔點高，比強度、比剛度高和化學穩定性好；物理和機械性能優良；與鈦基體之間的熱膨脹系數差別小。因此TiC和TiB是鈦合金中較為理想的增強體，通過本研究開發的原位自生的TiC或(TiC+TiB)增強鈦基復合材料，具有優良的機械性能。
上海理工大學
2021-04-13
金屬基復合材料液固高壓成形工藝與控制技術
內容介紹： 針對金屬基復合材料制備成本高、工藝過程復雜的難題，集真空壓 力浸滲、擠壓鑄造及液固擠壓三種工藝優點于一體，開發出的真空吸滲 一液固擠壓一體化成形復合材料構件的新技術，可一次成形出合金及其 復合材料管、棒材等高性能制件，解決了增強纖維與基體金屬潤濕性差 的問題，同時克服了傳統復合材料管、棒材成形方法均需二次變形的弊 端，可用于鋁、鎂基復合材料的成形，極大地降低了鋁、鎂合金及其復 合材料的制備成
西北工業大學
2021-04-14
高效持久的新型納米銀基/石墨烯抗菌材料
Ag 納米顆粒具有優異的抗菌及殺菌性能，且具有廣譜性及無抗藥性。石墨烯是近年來最熱門的材料之一，可以作為載體制備納米復合材料，廣泛應用在光電，電池，生物，醫學等眾多領域。對比目前 Ag 抗菌材料的載體如沸石，二氧化硅等來說，石墨烯具有獨特的二維結構，其高的比表面積，穩定的物理及化學性質，可以優化 Ag 基納米顆粒的生長，控制其形貌尺寸，從而獲得性能優異的復合材料。 其獨特的二維結構以及界面性能使其可以組裝成不同應用環境的器件，因此具有廣泛的適用范圍和廣闊的應用前景。重要的是，石墨烯還具有良好的生物相
江蘇大學
2021-04-14
氫能源車用納米結構鎂基合金復合儲氫材料
針對車載氫能源的難題，開展納米結構鎂基合金復合材料儲氫研究，特別開展了Mg納米線的儲氫性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的輕質儲氫材料之一，但其緩慢的吸放氫動力學和相對高的操作溫度，限制了它的發展。為了改善鎂基材料的儲氫性能，通過氣相傳輸的方法制備了不同形貌的Mg納米線。結果表明，改變載氣流速、傳輸溫度和沉積基底，可以控制Mg納米線的長度和直徑。測試結果顯示，Mg納米線降低了脫附能壘，改善了熱力學和動力學性能。實驗結果顯示，直
南開大學
2021-04-14
高效持久的新型納米銀基/石墨烯抗菌材料
Ag納米顆粒具有優異的抗菌及殺菌性能，且具有廣譜性及無抗藥性。石墨烯是近年來最熱門的材料之一，可以作為載體制備納米復合材料，廣泛應用在光電，電池，生物，醫學等眾多領域。對比目前Ag抗菌材料的載體如沸石，二氧化硅等來說，石墨烯具有獨特的二維結構，其高的比表面積，穩定的物理及化學性質，可以優化Ag基納米顆粒的生長，控制其形貌尺寸，從而獲得性能優異的復合材料。其獨特的二維結構以及界面性能使其可以組裝成不同應用環境的器件，因此具有廣泛的適用范圍和廣闊的應用前景。重要的是，石墨烯還具有良好的生物相容性，是抗
江蘇大學
2021-04-14
航空航天用新型高強高溫鈦基復合材料
網狀結構鈦基復合材料密度(4.5 g/cm3)與傳統鈦合金相當，是在高溫鈦合金的基礎上，通過粉末冶金與增強相分布調控技術，在鈦合金晶粒周圍定向引入增強相，有效抑制晶界高溫弱化效果、并進一步提高了室溫強化效果、均勻等軸的網狀組織以及大尺寸基體區的存在有效提高了塑韌性，體現出超耐高溫與高強韌一體化的特性。
一、項目分類
顯著效益成果轉化
二、成果簡介
網狀結構鈦基復合材料密度(4.5 g/cm3)與傳統鈦合金相當，是在高溫鈦合金的基礎上，通過粉末冶金與增強相分布調控技術，在鈦合金晶粒周圍定向引入增強相，有效抑制晶界高溫弱化效果、并進一步提高了室溫強化效果、均勻等軸的網狀組織以及大尺寸基體區的存在有效提高了塑韌性，體現出超耐高溫與高強韌一體化的特性。使用溫度較基體鈦合金提高200 ℃，達到600-800 ℃。某高溫條件下，較基體鈦合金穩態蠕變速率降低2-3個數量級、相同持久時間下，持久應力提高3倍多、相同應力下，持久時間提高57倍，顯示非常優異的高溫性能。且具有優異的焊接性能、塑性與成形性能，成為高速飛行器耐熱部件的理想結構材料，替代高溫合金可減重45%左右，如設計的鈦基復合材料氣動格柵單件可實現減重5800 g，具有重要經濟與社會價值。可徹底解決高速飛行器輕質耐熱結構件無合適材料可選的瓶頸問題，填補了其它領域無可用的輕質、耐熱、高強韌、可加工、可焊接材料空白，處于世界領先水平。
哈爾濱工業大學
2022-08-12