高性能双相钛合金的研究进展

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作者 薛现猛 安子冰 +2 位作者 毛圣成 张泽 韩晓东 《电子显微学报》 北大核心 2025年第4期486-501,共16页

高性能钛合金被广泛应用于航空航天、海洋工程、军事装备和生物医学等领域。其中,双相钛合金因其卓越的综合性能和较好的组织热稳定性,已成为应用最广泛的钛合金。然而,如何实现双相钛合金强度与塑性的协同提升仍是该研究领域的核心挑... 高性能钛合金被广泛应用于航空航天、海洋工程、军事装备和生物医学等领域。其中,双相钛合金因其卓越的综合性能和较好的组织热稳定性,已成为应用最广泛的钛合金。然而,如何实现双相钛合金强度与塑性的协同提升仍是该研究领域的核心挑战。本文从钛合金的化学成分及显微结构出发,系统综述了钛合金化学成分设计方法,阐述了高强韧双相钛合金的研究现状及其强韧化策略:包括,c/a轴比化学成分调控设计,多尺度异质结构设计,纳米马氏体相变设计和增材制造设计,并揭示其强韧化机制。最后,本文展望了未来高强韧双相钛合金设计策略,有望促进高强韧双相钛合金发展。 展开更多

关键词 钛合金 双相钛合金 强度 塑性 显微结构 强韧化机理

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电化学脱合金调控铂基氧还原催化剂表面结构的研究进展

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作者 徐伟洪 武晓梅 +1 位作者 柯小行 隋曼龄 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第2期214-228,共15页

铂基纳米结构催化剂因其高活性而成为质子交换膜燃料电池阴极最有应用前景的氧还原催化剂。电化学脱合金能够通过调节铂基催化剂的表面结构提升催化剂性能,并且兼具简单易行、低成本等优点,成为优化铂基催化剂的有效手段之一。重点介绍... 铂基纳米结构催化剂因其高活性而成为质子交换膜燃料电池阴极最有应用前景的氧还原催化剂。电化学脱合金能够通过调节铂基催化剂的表面结构提升催化剂性能,并且兼具简单易行、低成本等优点,成为优化铂基催化剂的有效手段之一。重点介绍电化学脱合金在铂基催化剂的微结构调控中的应用研究进展。首先,对铂基氧还原催化剂的电化学脱合金机理进行了归纳总结;其次,从纳米催化剂(组分、粒径、表面暴露晶面)和电化学脱合金条件(电位、扫描速率、气氛)两大方面分析了电化学脱合金在铂基催化剂微观结构调控中的机理,并对其未来的研究发展进行了展望。 展开更多

关键词 燃料电池 铂基催化剂 氧还原反应 透射电子显微学 电化学脱合金 微结构

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低成本高结晶GaN纳米线柔性薄膜制备及其场发射性能 被引量：1

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作者 王如志 张京阳 +2 位作者 杨孟骐 王佳兴 郑坤 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1038-1048,共11页

旨在探究非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂在柔性碳膜上制备高结晶的GaN纳米线的可行性,并研究其场发射特性及机理。采用非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂,在柔性碳膜上制备了直径为20~100 nm、长度为3~15μm的高结晶的GaN纳米线,并... 旨在探究非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂在柔性碳膜上制备高结晶的GaN纳米线的可行性,并研究其场发射特性及机理。采用非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂,在柔性碳膜上制备了直径为20~100 nm、长度为3~15μm的高结晶的GaN纳米线,并通过工艺参数对其结构与尺寸进行调控,得到GaN纳米线薄膜的催化生长机制。通过对其场发射特性进行研究,发现其场发射性能与其纳米结构紧密相关,催化剂厚度以及薄膜弯曲状态可显著影响其场发射性能。结果表明,采用Cu作为催化剂所制备的GaN纳米线柔性薄膜的场发射电流具有较好的稳定性。该研究为GaN纳米线的低成本制备方法提供了可借鉴思路,同时也为场发射柔性器件的制作提供了可行的技术手段。 展开更多

关键词 氮化镓(GaN) 纳米线 场发射 柔性薄膜 CU催化剂 低成本制备

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AZ91镁合金中变形孪晶与析出相交互作用结构的电子显微学研究 被引量：2

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作者 曹志坚 刘林林 +3 位作者 孙鹏阳 黄子坤 刘翠秀 孙威 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期38-44,共7页

本文综合利用透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)及高分辨透射电子显微镜(high resolution transmission electron microscope,HRTEM)电子显微表征技术,对冲击变形时效AZ91镁合金中变形孪晶与β⁃Mg17Al12析出相交互... 本文综合利用透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)及高分辨透射电子显微镜(high resolution transmission electron microscope,HRTEM)电子显微表征技术,对冲击变形时效AZ91镁合金中变形孪晶与β⁃Mg17Al12析出相交互作用引发的变形结构进行了观察和表征。结果表明:(1)β析出相阻碍{1012}孪晶生长使其界面形成台阶结构导致孪晶板条呈现粗细不均的形貌,更严重的交互作用可导致孪晶界发生大角度弯折,同时诱发基体中扭折带的形成以协调孪晶变形;(2){1011}孪晶与β析出相的交互作用会产生局域应力集中,导致连锁诱发{1012}孪晶形核,表明孪晶与析出相的交互作用可以促进孪晶形核。 展开更多

关键词 AZ91镁合金 变形孪晶 析出相 交互作用 电子显微技术

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原子分辨的材料力学行为实验系统与晶界塑性原子机制 被引量：2

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作者 韩晓东 王立华 张泽 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期543-564,共22页

原子分辨的材料力学性能实验方法具有原子分辨功能,可实现外力作用下材料的组织结构与缺陷相互作用,以及微观结构在时间-空间演化过程的观测。受制约于高空间分辨电子光学系统的要求,透射电子显微镜的物镜极靴空间极小,原子分辨的原位... 原子分辨的材料力学性能实验方法具有原子分辨功能,可实现外力作用下材料的组织结构与缺陷相互作用,以及微观结构在时间-空间演化过程的观测。受制约于高空间分辨电子光学系统的要求,透射电子显微镜的物镜极靴空间极小,原子分辨的原位力学实验系统在国际领域长期没有突破,基本属于空白。本文综述了研究小组近二十年来围绕原子分辨材料力学行为的研究工作,包括研发原子分辨的材料力学行为实验系统,在实验系统基础上发展的实验方法及开展的相关科学研究。科学研究主要在多晶金属中的晶界塑性原子机制方面取得的较系统的工作,包括发现晶粒转动位错攀移机制、晶界滑移机制、晶界位错攀移与阶错(disconnection)反应机制、晶界位错锁形核与解锁机制、晶界迁移与扩散机制、晶界发射偏位错形核孪晶机制、孪晶界位错塞积与位错交滑移机制等。上述实验系统和相关科学仪器研发上取得的进展为原子尺度动态观测材料弹塑性力学行为和界面弹塑性机制的研究提供了方法学基础。晶界塑性原子机制的科学发现有助于发展先进结构材料体系。 展开更多

关键词 原位原子尺度 透射电子显微镜 位错 晶界 变形机制

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一种新型等离子体共振效应调控的Ag/Ag_(3)PO_(4)/C_(3)N_(5)S型异质结光催化材料高效降解左氧氟沙星抗生素 被引量：3

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作者 董珂欣 申楚琦 +3 位作者 阎如玉 刘艳萍 庄春强 李世杰 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第10期43-47,共5页

抗生素在自然水体中的含量不断升高,引发的水体污染对社会的可持续发展构成了巨大威胁。光催化技术是一种高效且环保的环境净化技术,在解决环境污染方面具有巨大的应用前景。C_(3)N_(5)是一种性能优越的非贵金属光催化剂。然而,该催化... 抗生素在自然水体中的含量不断升高,引发的水体污染对社会的可持续发展构成了巨大威胁。光催化技术是一种高效且环保的环境净化技术,在解决环境污染方面具有巨大的应用前景。C_(3)N_(5)是一种性能优越的非贵金属光催化剂。然而,该催化剂的应用面临着一些挑战,比如光反应动力学较慢和光生载流子快速复合的问题。近期的研究表明,构筑独特的S型异质结是获得优良光催化剂的一种有效策略。因此,通过一种简易的制备方法成功构筑了一种等离子体效应协同的Ag/Ag_(3)PO_(4)/C_(3)N_(5)S型异质结光催化材料。由于等离子体效应和S型异质结的协同作用,Ag/Ag_(3)PO_(4)/C_(3)N_(5)异质结展现出优异的吸收太阳光的能力、高效分离光生载流子的能力以及强大的光氧化还原能力,能够在太阳光的激发下有效产生大量的·OH和·O_(2)^(-)自由基。因此,Ag/Ag_(3)PO_(4)/C_(3)N_(5)表现出卓越的光催化性能,对左氧氟沙星(LEV)的降解速率常数高达0.0362min^(-1),比C_(3)N_(5)、Ag_(3)PO_(4)和Ag_(3)PO_(4)/C_(3)N_(5)分别提高了24.8、1.1和0.7倍。此外,Ag/Ag_(3)PO_(4)/C_(3)N_(5)异质结具有出色的抗外界环境干扰性和可重复使用性。该研究为C_(3)N_(5)基光催化剂材料在环境净化方面迈出了坚实的一步。 展开更多

关键词 离子体共振效应 C_(3)N_(5) S型异质结 协同效应 抗生素去除 内建电场

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负焓合金化设计获得高强韧材料

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作者 安子冰 王钊为 +7 位作者 刘珊珊 薛现猛 孙铭 何亚鹏 刘银昭 毛圣成 张泽 韩晓东 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期605-625,共21页

高熵合金是近年来发展的一种新型合金体系,具有较大的晶格畸变特征,展示出了高强度、高硬度、高耐磨性等力学特性。高熵合金通常呈现出高熵驱动的理想随机固溶体结构。因此,类似于传统金属及合金材料,缺乏调控位错等塑性变形载体的能力... 高熵合金是近年来发展的一种新型合金体系,具有较大的晶格畸变特征,展示出了高强度、高硬度、高耐磨性等力学特性。高熵合金通常呈现出高熵驱动的理想随机固溶体结构。因此,类似于传统金属及合金材料,缺乏调控位错等塑性变形载体的能力,高熵合金的强度与韧性之间依旧存在倒置矛盾关系。根据Gibbs自由能理论,混合焓是调控材料显微结构与力学性能的另一个抓手,其完全独立于混合熵并且与其相互竞争。然而,利用混合焓调控材料微观结构及力学性能在国际领域基本属于空白。课题组通过对系列高熵合金研究结果的梳理与总结,并结合对材料热力学与电子显微学的认识,阐明了混合焓对材料显微结构与力学性能的影响机制。本文综述了课题组针对材料混合焓-微观结构-力学性能相关性的研究工作,揭示了负混合焓是局部化学有序及成分波动等异质结构形成的本质原因,阐明了负焓合金的强韧化机理,探索了负焓强韧化合金设计路线,建立了混合焓、显微结构与力学性能的内在联系。负焓合金化设计理念不仅为高强韧合金设计提供了范例、更有助于发展先进结构材料新体系,同时也为传统材料的合金化设计提供数据支撑和理论支持。 展开更多

关键词 高熵合金 显微结构 力学性能 混合焓 负焓合金

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小尺寸金属纳米线力学行为的原位电镜研究进展

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作者 叶锡涛 陈国靖 +4 位作者 符立波 谢盼 王立华 韩晓东 陈江华 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期251-268,共18页

金属纳米线在信息采集、存储以及超灵敏传感器等方面被广泛应用。在实际应用中,金属纳米线常处于应力状态下,对关键器件的性能稳定性有直接影响。原位研究金属纳米线在应力作用下的塑性变形原子机制是确保重要元器件在复杂环境下依旧保... 金属纳米线在信息采集、存储以及超灵敏传感器等方面被广泛应用。在实际应用中,金属纳米线常处于应力状态下,对关键器件的性能稳定性有直接影响。原位研究金属纳米线在应力作用下的塑性变形原子机制是确保重要元器件在复杂环境下依旧保持稳定的物理性能输出的实验依据。本文介绍了纳米力学原位实验技术的研究进展和纳米材料力学性能曲线的测量策略;在此基础上,从材料的尺寸效应出发,总结了不同直径尺寸金属纳米线的位错、孪晶、表面原子扩散等变形机制与纳米线力学性能之间的相关性;展望了小尺寸金属纳米线原位纳米力学技术和原位实验研究的发展方向。 展开更多

关键词 原位研究 透射电子显微镜 原子尺度 金属纳米线 变形机制

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纳米半导体场电子发射:真空纳电子学的基石与愿景 被引量：4

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作者 王如志 严辉 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1081-1090,共10页

综述了作者近20年在纳米半导体场电子发射及其作为冷阴极应用的理论模型、优化结构与相应实验研究方面取得的系列进展与突破.理论上提出了宽带半导体能带弯曲场发射模型和量子结构增强场发射的思想,并在其纳米半导体场发射特性实验研究... 综述了作者近20年在纳米半导体场电子发射及其作为冷阴极应用的理论模型、优化结构与相应实验研究方面取得的系列进展与突破.理论上提出了宽带半导体能带弯曲场发射模型和量子结构增强场发射的思想,并在其纳米半导体场发射特性实验研究中得到证实.实验上研制出了具有优异场发射性能的几种纳米半导体场发射冷阴极,为该真空纳米电子器件的实际应用奠定了基础.最后,对该领域研究的瓶颈问题及未来发展趋势进行了述评. 展开更多

关键词 纳米半导体 场电子发射 量子隧穿 真空纳电子学 超薄膜 量子冷阴极

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紫外光辐照下CH3NH3PbI3基钙钛矿太阳能电池失效机制 被引量：7

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作者 卢岳 葛杨 隋曼龄 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第5期70-80,共11页

随着光伏产业的不断发展,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的研发成为科学与工业界广泛关注的焦点。到目前为止,其光电转换效率已经提高到了25.2%,成为替代硅基太阳能电池的核心方案之一。然而,钙钛矿太阳能电池的稳定性较差,容易受到环境... 随着光伏产业的不断发展,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的研发成为科学与工业界广泛关注的焦点。到目前为止,其光电转换效率已经提高到了25.2%,成为替代硅基太阳能电池的核心方案之一。然而,钙钛矿太阳能电池的稳定性较差,容易受到环境中氧气、水分、温度甚至光照的影响,这严重制约了其大规模推广与应用。大量科学研究表明,如何避免紫外辐照下有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的性能衰减,对于提高钙钛矿太阳能电池的光照稳定性至关重要。然而到目前为止,仍然没有系统的工作来对紫外辐照下钙钛矿太阳能电池性能以及微结构演化过程进行详细的表征与分析。本文中,我们利用聚焦离子束-扫描电子显微分析(FIB-SEM)以及球差校正透射电子显微分析(TEM)等技术,全面地研究了紫外辐照过程中有机无机杂化钙钛矿太阳能电池性能变化规律以及电池微结构演化特征。实验结果表明,紫外辐照过程中太阳能电池内部会形成0.5-0.6 V的内建电场,钙钛矿中的I;离子在电场的驱动下向金属Au电极和空穴传输层2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴(Spiro-OMeTAD)一侧迁移;随后,空穴传输层与金电极的界面处,碘离子与光生空穴一起与金电极发生反应,将金属态Au氧化成离子态Au;。而Au;离子则在内建电场的驱动下反向迁移穿过钙钛矿MAPbI;层,直接被SnO;和MAPbI;界面处的电子还原形成金属Au纳米团簇。除此之外,紫外辐照过程中钙钛矿太阳能电池性能降低的同时,往往伴随着Spiro-OMeTAD与钙钛矿界面处物质迁移、钙钛矿薄膜内晶界展宽以及Au纳米颗粒周围MAPbI;物相分解等现象。以上各种因素的协同作用,共同导致了紫外光照下有机无机杂化钙钛矿太阳能电池光电转换性能(PCE)、开路电压(V;)以及短路电流(J;)等性能参数的急剧下降。 展开更多

关键词 钙钛矿太阳能电池 紫外光 降解机制 电子显微学 金迁移

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应变工程对钙钛矿材料光电性质和稳定性的调制 被引量：2

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作者 王超 严铮洸 肖家文 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第17期8-16,共9页

卤化物钙钛矿材料由于其优异的光电性质成为近几年的研究热点之一。钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在短短几年内已超过25%,钙钛矿材料在光电二极管、光电探测器、激光器等光电器件中也表现出良好的应用前景。钙钛矿材料及器件性能和稳... 卤化物钙钛矿材料由于其优异的光电性质成为近几年的研究热点之一。钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在短短几年内已超过25%,钙钛矿材料在光电二极管、光电探测器、激光器等光电器件中也表现出良好的应用前景。钙钛矿材料及器件性能和稳定性的进一步提高是研究人员重点关注的问题。各种改善钙钛矿材料的光电性质和稳定性的策略也被不断提出,如薄膜结晶控制、界面改性/缺陷钝化、组件工程、添加剂工程等。近年来,应变工程被发现可有效改善钙钛矿材料的光电性质和器件性能,为钙钛矿材料器件性能的优化提供了新的研究视角。本文从应力应变的基本概念入手,介绍了如何测量和评估钙钛矿材料的残余应力和应变、残余应力和应变如何影响钙钛矿材料的器件性能,以及总结了对钙钛矿材料施加应力和应变的策略,最后本文对应变工程改善钙钛矿材料的器件性能这一新的研究视角做出展望。 展开更多

关键词 卤化物钙钛矿 应力-应变 稳定性 光电性质

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ECR辐照装置中的离子束流分布模拟

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作者 王波 张根 +2 位作者 张文杰 祁超 严辉 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1272-1279,共8页

面向等离子体材料作为聚变等离子体和核反应堆结构之间的主要界面,遭受恶劣的辐照条件,为了提升对面向等离子体材料的改进研究,实验室模拟聚变环境装置.基于已搭建完成的用于研究聚变反应堆中等离子体-材料相互作用的电子回旋共振(elect... 面向等离子体材料作为聚变等离子体和核反应堆结构之间的主要界面,遭受恶劣的辐照条件,为了提升对面向等离子体材料的改进研究,实验室模拟聚变环境装置.基于已搭建完成的用于研究聚变反应堆中等离子体-材料相互作用的电子回旋共振(electron cyclotron resonance,ECR)直线等离子体装置,使用有限元方法计算模拟了腔室内励磁线圈与永磁体叠加磁场的分布情况以及在此背景磁场下带电粒子在磁场中的运动轨迹.结果表明:磁场模拟结果与实验数据较为符合,共振面位置随线圈电流的增大而远离微波窗口.带电粒子轨迹模拟结果与实验中近似梨形等离子体束的分布一致,且到达样品台的束流密度随着励磁线圈电流的增大而增大.该研究可为ECR直线等离子体装置的进一步优化提供参考. 展开更多

关键词 电子回旋共振(ECR) 磁场 微波 离子 束流密度 等离子体

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摩擦纳米发电技术研究进展及其潜在应用 被引量：11

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作者 韩昌报 王嫚琪 +4 位作者 黄建华 郑嘉煜 赵文康 张浩 张永哲 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1103-1127,共25页

摩擦纳米发电(triboelectric nanogenerator,TENG)是一种利用摩擦起电现象实现机械能向电能转化的技术.相比于传统的电磁感应发电技术,TENG具有发电电压高、质量轻、体积小、具有柔性及其形状灵活多变且兼容性高等优点.结合本课题组多... 摩擦纳米发电(triboelectric nanogenerator,TENG)是一种利用摩擦起电现象实现机械能向电能转化的技术.相比于传统的电磁感应发电技术,TENG具有发电电压高、质量轻、体积小、具有柔性及其形状灵活多变且兼容性高等优点.结合本课题组多年来在TENG方面的研究工作,介绍了TENG的4种模式和基本工作原理,并针对其作为功率源、电压源、信号源、控制源等4个方面的研究进展作全面论述,最后对TENG产业化应用前景进行展望. 展开更多

关键词 摩擦纳米发电 能量转换 能源收集 环境处理 自驱动 传感器

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空气下光诱导有机金属卤化钙钛矿薄膜的降解机理 被引量：7

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作者 葛杨 牟许霖 +1 位作者 卢岳 隋曼龄 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第8期26-34,共9页

近几年来钙钛矿材料作为新兴光伏材料取得了巨大的发展进步,但有机无机杂化钙钛矿较差的环境稳定性限制了它的大规模应用。因此深入研究钙钛矿材料的降解机制有助于开发更稳定的钙钛矿光伏器件。本文基于透射电子显微学的微观形貌观察... 近几年来钙钛矿材料作为新兴光伏材料取得了巨大的发展进步,但有机无机杂化钙钛矿较差的环境稳定性限制了它的大规模应用。因此深入研究钙钛矿材料的降解机制有助于开发更稳定的钙钛矿光伏器件。本文基于透射电子显微学的微观形貌观察、晶体结构及元素成分表征,详细研究了杂化钙钛矿CH3NH3PbI3薄膜在光照以及空气共同作用下的降解机理。研究发现,光诱导下CH3NH3PbI3薄膜会与空气中的氧气发生交互作用,同时生成六方晶态PbI2甚至氧化为非晶态化合物PbI2-2xOx (0.4 <x <0.6),而其衰减位点主要存在于薄膜与空气接触的表面。降解过程中,由于存在着挥发性分解产物(I2,CH3NH2)的大量丢失,薄膜的表面会产生许多小孔洞,继而形成一种蜂窝状的介孔衰竭通道。而这种衰竭方式主要与光照下钙钛矿中光生电子与氧气结合形成超氧根自由基(O2·-)有关,该基团诱导了CH3NH3PbI3向PbI2和非晶氧化态的转变。本文揭示了空气中光照诱导钙钛矿薄膜的降解机理,这将为未来设计和优化更稳定的钙钛矿太阳能电池提供全面的实验数据与理论支持。 展开更多

关键词 钙钛矿薄膜 光氧降解 透射电子显微镜 微结构演化 非晶相

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有机太阳能电池材料中电荷转移态 被引量：2

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作者 郑子龙 周荣锟 +2 位作者 胡双媛 王如志 张永哲 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1167-1179,共13页

有机光电材料太阳能电池发展迅速,其中由电子给体(D)和电子受体(A)材料界面上形成的电荷转移(charge-transfer,CT)态在激子解离、电荷分离和复合等光电物理过程中起着至关重要的作用.自从引入了D-A混合异质结活性层以来,CT态一直是实验... 有机光电材料太阳能电池发展迅速,其中由电子给体(D)和电子受体(A)材料界面上形成的电荷转移(charge-transfer,CT)态在激子解离、电荷分离和复合等光电物理过程中起着至关重要的作用.自从引入了D-A混合异质结活性层以来,CT态一直是实验和理论研究的焦点.因此,总结了近期有关CT态的研究,并描述了D-A界面的形貌、极化作用和电子态离域等因素是如何对CT态的性质以及其辐射和非辐射复合过程产生影响的.同时,概述了太阳能电池材料中光电转换的微观机理和开发新型材料所面临的挑战. 展开更多

关键词 分子动力学 密度泛函理论 电荷转移态能量分布 有机太阳能电池材料 静态无序 动态无序

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有机无机掺杂钙钛矿太阳能电池界面的光氧失稳机理研究 被引量：2

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作者 葛杨 卢岳 隋曼龄 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期585-592,共8页

有机无机杂化钙钛矿材料因其优异的光电性能在光伏领域引起了广泛关注并获得巨大的发展。但钙钛矿太阳能电池在环境条件下的稳定性,尤其是光稳定性,严重限制了它的商业化应用。本文基于透射电子显微学的微观形貌结构及元素成分的表征,... 有机无机杂化钙钛矿材料因其优异的光电性能在光伏领域引起了广泛关注并获得巨大的发展。但钙钛矿太阳能电池在环境条件下的稳定性,尤其是光稳定性,严重限制了它的商业化应用。本文基于透射电子显微学的微观形貌结构及元素成分的表征,并结合性能参数的测试,详细研究了有机无机杂化钙钛矿太阳能电池在空气中光照条件下的衰退过程。研究结果表明,在光照条件下,钙钛矿太阳能电池内部形成的光生电压会诱导如碘离子等离子的迁移,而离子的迁移会造成钙钛矿层内元素分布不均匀,同时也会导致金属电极被腐蚀进而形成孔洞。另外,空气中氧气也会进入电池当中并导致钙钛矿层与电子传输层的界面处出现严重降解,并形成孔洞,从而影响了界面处的载流子传输,导致电流密度下降,进而影响电池的转换效率。 展开更多

关键词 钙钛矿太阳能电池 光照 衰退机制 透射电子显微镜

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电化学及光化学液体环境透射电子显微镜技术在能源催化研究领域的应用

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作者 王越帅 黄国裕 +2 位作者 沈志桐 卢岳 隋曼龄 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1126-1140,共15页

电化学及光化学液体环境透射电子显微镜技术由于能够对固-液相界面进行直接实时动态观测,近年来在能源催化机理研究领域得到了应用。首先,对液体环境透射电子显微镜中引入电信号和光信号的平台设计方案进行了归纳总结;其次,对这项技术... 电化学及光化学液体环境透射电子显微镜技术由于能够对固-液相界面进行直接实时动态观测,近年来在能源催化机理研究领域得到了应用。首先,对液体环境透射电子显微镜中引入电信号和光信号的平台设计方案进行了归纳总结;其次,对这项技术在电催化产氢、二氧化碳还原以及光催化产氢这几类典型的能源催化体系中的应用进行了分类介绍和成果总结;最后,针对这项技术的局限性进行了分析,提出了解决方案并在此基础上对其未来的发展方向进行了展望。电化学及光化学液体环境透射电子显微镜技术在为各类催化反应的机理研究提供有力的技术支持的同时,其分辨率问题以及电子束与材料的相互作用等方面所带来的假象应当引起研究人员的重视。 展开更多

关键词 液体环境 透射电子显微镜(TEM) 电催化 光催化 原位 能源材料

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