以TiO2/钙钛矿(PVSK)/P3HT的n-i-p型钙钛矿电池作为研究对象,研究了TiO2薄膜退火温度对TiO2薄膜的结晶性、基于此的钙钛矿薄膜的形貌以及光伏器件性能的影响,比较了P3HT的掺杂以及不同批次P3HT材料对钙钛矿太阳能电池器件性能的影响。结果表明:TiO2薄膜的退火工艺及P3HT的批次对器件性能影响较大。TiO2薄膜的制备工艺设为退火温度为300℃,退火时间为45min,提高TiO2的退火温度到500℃,钙钛矿太阳能电池的效率可提高到11.27%.通过优化钙钛矿薄膜厚度为190nm,制备得到光电转换效率为6.77%的钙钛矿薄膜光伏电池。基于低温TiO2为电子传输层、掺杂P3HT为空穴传输层的器件性能为开路电压VOC=0.98V,短路电流JSC=19.94mA/cm2,填充因子fF=0.42,转换效率η(PCE)=8.18%.TiO2电子传输层和P3HT空穴传输层的系统优化对制备高性能n-i-p结构钙钛矿电池具有重要意义。 在近年来,钙钛矿太阳能电池作为一种新兴的光伏技术,在光电转换效率和成本效益方面显示出巨大的潜力。随着研究的深入,人们对钙钛矿电池结构和材料的优化提出了更高要求,以期进一步提升其性能。在众多结构设计中,n-i-p型钙钛矿电池因其独特的电子和空穴传输层的组合而受到特别关注。本文将深入探讨基于TiO2/Perovskite/P3HT结构的n-i-p型钙钛矿电池,重点分析电极界面优化对器件性能的影响,以及如何通过调整TiO2薄膜退火温度和P3HT材料特性来提升电池效率。 钙钛矿太阳能电池的核心结构通常由n型电子传输层、本征钙钛矿活性层和p型空穴传输层组成。在n-i-p型结构中,TiO2作为n型电子传输层,负责从钙钛矿层提取电子并传输到外电路,而P3HT作为p型空穴传输层,则负责传输空穴。电子和空穴传输层的匹配程度直接影响电池内部的电荷分离效率和复合情况,进而决定了电池的开路电压、短路电流和整体光电转换效率。 实验研究中,TiO2薄膜的退火处理是提高其结晶性和电荷传输性能的重要步骤。通过改变退火温度,我们可以调控TiO2薄膜的晶粒大小、缺陷密度和表面平整度,这些因素会直接影响钙钛矿层的沉积质量和形貌。研究发现,当TiO2薄膜退火温度由300℃提升到500℃时,钙钛矿电池的光电转换效率显著增加,从6.77%提升至11.27%。这一结果证实了退火温度对TiO2电子传输层性能的显著影响,以及优化退火工艺在提高钙钛矿电池性能中的关键作用。 此外,P3HT作为空穴传输层的材料,其自身的电荷迁移率和电子结构对电池性能同样具有决定性影响。不同批次的P3HT材料可能因其分子量、纯度和结晶性存在差异,进而影响空穴传输效率和电池性能。掺杂是改善P3HT材料性质的一种有效手段,通过添加特定的掺杂剂,可以调节P3HT的电荷迁移率,从而提高电池的开路电压、短路电流和填充因子。研究中,对P3HT进行优化处理后,电池的光电转换效率得到了明显提升,达到了8.18%。 优化钙钛矿薄膜的厚度是另一项提升电池性能的重要策略。过厚的钙钛矿层可能导致内部载流子传输距离过长,增加复合概率;过薄则可能影响吸光性能。实验中,通过精细控制钙钛矿层厚度至190nm,成功制备了光电转换效率为6.77%的钙钛矿电池。这一结果表明,在优化了TiO2电子传输层和P3HT空穴传输层的基础上,合理设计钙钛矿层厚度,对于提高电池整体性能至关重要。 TiO2电子传输层和P3HT空穴传输层的系统优化是提升n-i-p型钙钛矿电池性能的关键。通过精确控制TiO2薄膜的退火工艺,获得理想的结晶性和表面形貌,结合针对P3HT材料的合理掺杂与选择,可以显著提高电池的开路电压、短路电流和填充因子,进而提升光电转换效率。这些研究发现不仅丰富了钙钛矿太阳能电池的基础理论,而且为高效率钙钛矿电池的制备工艺提供了重要的实践指导,为钙钛矿太阳能电池的商业化进程奠定了坚实的基础。
2025-09-28 18:14:55 1.3MB 钙钛矿太阳能电池 n-i-p结构器件
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在现代电力工程与物理学中,电极的性能对于电晕放电特性具有重要影响。电晕放电是指在高电压作用下,电极周围的空气等介质发生局部电离,形成光和声的现象。棒板电极因其结构简单、电场分布易于计算等特点,在电晕放电研究中占有重要位置。棒板电极空气电晕放电模型便是研究电晕放电特性的关键工具之一。这种模型通常结合等离子体模块,可以模拟电极间发生电晕放电时等离子体的形成、发展以及输运过程。 针板电极和平板电极击穿电压检测模型则侧重于不同形状电极在特定条件下的电气性能评估,这关系到电力系统绝缘设计与安全性分析。电场仿真模型用于预测电极间的电场分布,这对于理解和控制电晕放电过程至关重要。粒子追踪模块则用于追踪电晕放电过程中产生的带电粒子轨迹,有助于深入研究电晕放电的物理机制。 静电场或电击穿模块是电场分析中不可或缺的一部分,它们不仅能够帮助工程师了解电极在没有电流流动时的电场特性,还能预测电场强度达到一定程度时可能导致的电击穿现象。电击穿是指由于电场强度过高,使得介质失去绝缘性能,进而产生不可逆的导电路径。静电场的分析对于高压设备的设计和材料选择有着极其重要的作用。 科技的快速发展,特别是在电力、电子、材料科学等领域,对电晕放电模型的需求日益增长。这些模型不仅有助于科研人员深入理解电晕放电机制,还在电力输电、电器设备的绝缘设计、等离子体物理研究、大气环境监测等方面发挥着重要作用。比如,在电力输电领域,通过电晕放电模型可以预测和减轻电晕放电对输电效率和设备寿命的影响;在等离子体物理研究中,电晕放电模型提供了研究等离子体特性的基础。 从文件名称列表中,我们可以看出,这些文件涵盖了广泛的主题,包括技术分析、模型应用以及电晕放电现象的深入探讨。文件名中的“棒板电极空气电晕放电模型是一种用于探”暗示了模型在探索电晕放电现象中的应用。而“棒板电极空气电晕放电模型与技术分析”、“棒板电极空气电晕放电模型及技术分析随着科技的飞速发”等文件名,体现了模型与科技发展相结合,以及在技术分析中的应用前景。 此外,文件列表中还包含了“1.jpg”,可能是指相关的图示或数据图表,这些通常用于辅助说明电晕放电模型和仿真结果。而“doc”和“txt”文件扩展名表明文件包含了文字说明,可能是研究报告、理论推导或实验数据等内容。这些文件的整理和分析,无疑对于相关领域的学术研究和技术开发具有极高的参考价值。 棒板电极空气电晕放电模型及其相关模块构成了对电极放电现象深入研究的基础工具。它们通过模拟电极在空气介质中的电晕放电过程,不仅揭示了等离子体的形成和输运特性,还为电力系统设计与绝缘技术提供了科学依据。同时,这些模型在其他工业和科研领域也有着广泛的应用前景,是现代工程技术研究中不可或缺的重要部分。
2025-08-08 19:55:54 467KB
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多晶电极二次颗粒浓度与力耦合仿真模拟:电解液渗入及扩散研究,多晶电极二次颗粒浓度与力耦合仿真,多晶电极二次颗粒浓度-力耦合仿真模型 考虑多晶颗粒间隙的电解液渗入,考虑固液相的非均一扩散作用。 模拟有电解液渗入的二次颗粒锂离子浓度场和应力场结果 ,核心关键词:多晶电极;二次颗粒浓度;力耦合仿真模型;电解液渗入;固液相非均一扩散;锂离子浓度场;应力场结果;模拟。,多晶电极二次颗粒浓度与力耦合仿真:考虑电解液渗入与固液扩散作用 多晶电极作为一种储能材料,其性能对于电池的能量密度和循环寿命有着决定性的影响。在多晶电极的结构中,二次颗粒的浓度分布与所受力的影响是影响电极整体性能的关键因素。本研究通过仿真模拟,深入探究了多晶电极二次颗粒浓度与力之间的耦合关系,以及电解液在多晶颗粒间隙中的渗入和扩散行为。 研究的重点在于建立一个准确的仿真模型,该模型不仅要能够描述电解液在多晶颗粒间隙中的渗入过程,还应当能够模拟固液相之间的非均一扩散作用。这一过程涉及到复杂的物理和化学现象,包括但不限于电解液的流动、扩散、以及与二次颗粒之间的相互作用。 在仿真模型中,锂离子浓度场的变化对电极材料的电化学性能有着直接的影响。锂离子在电极中的浓度分布不均,会导致应力场的产生,这种应力场的变化进一步影响了二次颗粒的浓度分布。因此,研究还必须考虑到由此产生的力耦合效应,即二次颗粒所受的应力如何影响锂离子的扩散和电极的电化学性能。 此外,电解液的渗入过程对于电池的充放电效率至关重要。电解液能否均匀且充分地渗入到多晶电极的内部,决定了电池内部的电化学反应是否能够顺利进行。在本研究中,通过对多晶电极的微观结构进行精确建模,仿真模拟了电解液在电极内部的渗透过程,为优化电极材料的设计和电池的制备工艺提供了理论依据。 研究成果不仅能够为电池材料的设计和优化提供指导,还能够预测和解释电池在实际使用中可能出现的问题,如容量衰减、循环寿命缩短等现象。这对于推动电池技术的发展,提升电池性能具有重要的科学意义和应用价值。 通过这些仿真模型的研究,科学家和技术人员可以更好地理解多晶电极在工作过程中的物理化学过程,以及这些过程如何相互作用影响电池的性能。这为设计新型高效率、长寿命的电池材料提供了新的视角和方法,为电池技术的持续进步奠定了坚实的基础。 关键词包括:多晶电极、二次颗粒浓度、力耦合仿真模型、电解液渗入、固液相非均一扩散、锂离子浓度场、应力场结果、模拟等。
2025-07-04 11:10:52 1.46MB kind
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内容概要:本文详细探讨了利用COMSOL软件模拟磁场对锥形电极电沉积过程中传质和电解质流动的影响。首先介绍了电沉积技术的重要性和锥形电极的独特性,特别是在引入磁场后的复杂性。接着展示了如何使用COMSOL软件构建模型,包括定义材料属性、几何参数和物理场设置。随后描述了模拟过程及其结果,如磁场引起电解质涡旋流动,增强了传质效果,但也增加了求解难度。最后讨论了一些调试技巧和未来的研究方向。 适合人群:从事电化学、材料科学领域的研究人员和技术人员,尤其是那些对电沉积技术和数值模拟感兴趣的人。 使用场景及目标:适用于需要深入了解磁场对电沉积过程影响的研究项目,旨在提高电沉积质量与效率,探索新的工艺改进方法。 其他说明:文中提供了大量具体的代码片段和参数配置指南,有助于读者快速上手并复现实验结果。同时强调了实际应用中的注意事项,如边界条件设置、求解器配置等。
2025-06-19 02:08:06 469KB
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内容概要:本文详细介绍了如何利用COMSOL仿真软件对电池电极进行平衡调整,特别是通过OCV(开路电压)调整正负极OCP(过充电保护)曲线和校准电压曲线。首先解释了OCP曲线的作用及其与OCV的关系,然后通过COMSOL模拟出不同SOC状态下的OCV值,以此为基础设定合理的过充电保护阈值。接着讨论了校准电压曲线的重要性,通过模拟不同电压下的OCV值来建立两者之间的对应关系,进而调整校准电压曲线,确保电池在不同状态下的性能表现最优。最终,这些调整不仅提高了电池的性能和寿命,还增强了电池的安全性。 适合人群:从事电池管理系统设计、电化学工程及相关领域的研究人员和技术人员。 使用场景及目标:适用于希望深入了解电池电极平衡调整方法的研究人员,旨在通过仿真手段优化电池性能、延长使用寿命并提升安全性。 其他说明:文中强调了COMSOL作为高效仿真的工具,在电池电极平衡调整中的重要作用,未来将继续探索更多优化电池管理系统的可能性。
2025-06-03 15:03:30 292KB Management
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内容概要:本文详细介绍了如何利用COMSOL的等离子体模块构建针-针电极间的空气流注放电模型。主要内容涵盖了几何结构的定义、物理场配置(如电子、正负离子的载流子选择)、化学反应的设定(包括21组带电粒子反应)以及Helmholtz光电离过程的具体实现方法。文中还提供了多个代码片段用于解释各个步骤的操作方式,并强调了求解器配置和边界条件处理的关键点。此外,作者分享了一些实用的小技巧,如初始步长设置、网格细化等,以确保模型能够稳定收敛并得到合理的仿真结果。 适合人群:从事等离子体物理研究的专业人士,特别是那些对高压放电现象感兴趣的科研工作者和技术人员。 使用场景及目标:适用于希望深入了解和模拟针-针电极间空气流注放电行为的研究项目。通过该模型可以更好地理解电场分布、粒子密度变化等微观物理过程,从而为实际工程应用提供理论支持。 阅读建议:由于涉及较多的技术细节和数学公式,建议读者具备一定的电磁学、流体力学基础知识,并且最好有一定的COMSOL软件使用经验。同时,在实践中可以根据自己的研究方向调整模型参数进行探索。
2025-05-21 21:40:51 957KB
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内容概要:本文深入探讨了利用COMSOL Multiphysics软件中的等离子体模块建立针-针电极空气流注放电模型的方法。文中详细介绍了模型的几何结构设定、物理场配置(如电子、正负离子的载流子选择)、化学反应的设置(含21组带电粒子反应)以及Helmholtz光电离过程的具体实现方法。此外,还提供了关于求解器配置、边界条件处理等方面的实用技巧,确保模型能够稳定且高效地运行。通过该模型可以直观地观察到空气流注放电过程中的电场分布、粒子密度变化等情况。 适合人群:从事等离子体物理研究的专业人士,特别是那些对高压放电现象感兴趣的科研工作者和技术人员。 使用场景及目标:适用于研究等离子体行为及其在不同条件下的演化规律,特别是在针-针电极间的空气流注放电特性方面。该模型可用于验证理论预测、探索新型放电器件的设计思路,以及优化现有设备的工作性能。 其他说明:文中不仅提供了详细的建模步骤,还包括了一些实际操作中的注意事项和优化建议,有助于提高仿真的成功率并减少计算成本。同时,作者鼓励读者尝试调整模型参数以获得不同的仿真效果,从而进一步加深对该领域的理解。
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电沉积纳米钯修饰玻碳电极对间硝基酚的电催化还原,施巧芳,刁国旺,通过电化学沉积法制备了纳米钯修饰的玻碳电极(Pd/GC),并进行了扫描电镜和XPS表征。研究了间硝基酚在Pd/GC电极上的电催化还原行为�
2024-03-03 20:25:12 601KB 首发论文
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1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)修饰碳糊电极测定痕量铋,周益辉,,该文研制了1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)修饰碳糊电极(CMCPE),并且建立了溶出伏安法测定Bi(III)的方法。在1.0×10-4mol/LHCl底液中,从-0.
2024-01-09 09:23:50 391KB 首发论文
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Vin电极工具For 野火4.0共享版09-01-04
2023-09-09 13:48:39 32.19MB vin
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