新材料
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ISSN: 3078-929X

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  • 三维局域共振型声子晶体低频带隙特性研究 下载：87 浏览：465
  • 高南沙 侯宏 《新材料》 2018年4期
  • 摘要:
    提出了一种三维局域共振型声子晶体结构，通过有限元仿真分析了该结构的低频带隙特性和多重振动耦合机理，继而研究了几何参数的影响因素。结果表明，该结构可以打开50 Hz以下的超低频带隙，其中基体材料和圆柱谐振子的振动耦合是带隙打开的关键，圆柱谐振子的下表面的振动位移越大，越容易打开带隙。中间层斜条部分密度对于带隙的下边界几乎没有影响，但是可使带隙的上边界往高频移动，带隙宽度变大。导致带隙变化的关键因素是中间层S2部分的长度和S1部分的角度。本工作丰富了三维声子晶体低频结构设计和等效模型研究，在工程实践中具有一定的指导价值。
  • 聚合物注塑成型充模阶段流动取向分子机理研究 下载：87 浏览：488
  • 喻选 辛勇 《新材料》 2018年4期
  • 摘要:
    以聚碳酸酯(PC)为研究材料，基于分子动力学方法，对三维周期性边界条件下PC流动取向过程中分子链团迁移性能和形态演化进行了研究，与实验结果对比得到充模流动阶段聚合物分子链团的流动取向机制。分子链团均方位移表明流动取向过程实质上是分子链团的空间构象协调变形的结果，虽然随着剪切速率的增大，分子链团均方位移迅速增大、非键合能急剧减小，但分子链基本分子结构却仍然保持不变。同时，在取向过程中无规缠绕的分子链团一方面由于剪切拉伸作用沿流动方向排布，另一方面分子链团之间因发生解缠结而趋于相互分散。注塑实验结果表明，制品双折射率随注射速率的增加而增大，并沿流动方向递减，且取向方向上的拉伸性能随取向度的增加也有所提高，这与模拟结果中聚合物分子链取向机理一致。
  • 低维钙钛矿:兼具高效率和稳定性的新型太阳能电池光吸收层候选材料 下载：89 浏览：467
  • 陈皓然1 夏英东1 陈永华1 黄维1，2，3 《新材料》 2018年4期
  • 摘要:
    使用有机无机杂化钙钛矿材料作为光吸收层的钙钛矿太阳能电池自进入人们的视野以来，其制备工艺和器件结构不断得到优化，短短几年内效率取得了非常可观的增长。与此同时，这种基于三维钙钛矿材料的电池的缺点也越来越突出，尤其是材料的不稳定性，严重阻碍了其发展。低维钙钛矿材料具有有机胺层与无机层(金属卤化物钙钛矿晶体)之间相互交替的低维(层状)结构，其中被有机胺隔开的独立钙钛矿层中八面体的层数n越小，钙钛矿越接近二维结构。相比传统三维钙钛矿结构，低维钙钛矿材料应用于光伏器件具有两大优势:(1)耐湿性、光热稳定性大大增强；(2)可以通过改变n和插入的有机胺的种类来实现光学及电学性质的可调性。然而，低维钙钛矿具有较大的光学带隙，有机胺的引入降低了载流子迁移率，导致低维钙钛矿电池的效率明显低于三维钙钛矿电池。因此，近三年来除研究钙钛矿层数对材料性质和器件性能的影响外，研究者们主要从选择合适的有机胺和优化薄膜制备工艺方面不断尝试，并取得了丰硕的成果，在充分发挥低维钙钛矿稳定性优势的同时大幅提升了器件效率。目前，低维钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已由2014年的4.37%跃升至13.7%。在较高效率的低维钙钛矿太阳能电池中已取得成功应用的有机胺类包括苯乙胺(PEA)、正丁胺(n-BA)、异丁胺(iso-BA)、聚乙烯亚胺(PEI)等。其中PEA应用得最早；n-BA是运用在目前为止最高效的低维钙钛矿电池中的有机胺；而PEI插层形成的低维钙钛矿拥有相对更小的光学带隙和更高的耐湿性，但载流子的传输会受到更大的限制。低维钙钛矿薄膜的制备起初主要采用简单的一步旋涂法，但此法所得的低维钙钛矿平行于基底生长，器件效率很低。近两年的研究工作将基底预热、浸泡、反溶剂滴加等手段引入到钙钛矿旋涂工艺中，实现了低维钙钛矿优先垂直基底生长，为突破低效率瓶颈提供了可能。此外，以三维钙钛矿为基础，以有机胺为添加剂，制得的二维和三维混合的钙钛矿结构，也可以实现器件效率和稳定性的双提升。本文归纳了低维钙钛矿光伏器件的研究进展，分别对低维钙钛矿的分子结构、插入的有机胺的选择、钙钛矿薄膜的制备方法等进行介绍，分析了低维钙钛矿太阳能电池面临的问题并展望其前景，以期为制备稳定和环境友好的新型钙钛矿太阳能电池提供参考。
  • 氧化钒作锂离子电池正极材料的研究进展 下载：86 浏览：454
  • 梁兴 高国华 吴广明 《新材料》 2018年4期
  • 摘要:
    V2O5具有独特的层状结构，适合于锂离子的存储，与传统的锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料相比，具有高的理论比容量、功率密度以及价格低廉、原材料丰富等优势，在作为锂离子电池正极材料方面备受关注。但V2O5低的固有电导率及锂离子扩散系数，导致其容量保持率低和倍率性能差；此外，充放电过程中反复的相变会引起结构的不稳定，而且氧化钒会部分溶于电解液，因此表现出差的循环性能。正是由于这些制约因素的存在，对V2O5的固有缺陷进行改性研究以提高氧化钒正极材料的电化学性能成为重要的研究热点。将氧化钒进行纳米化以增大比表面积和缩短离子扩散距离，同时通过复合、掺杂改性等方法提高材料的导电性和循环稳定性，从而使V2O5正极材料表现出优异的电化学性能成为可能。文章从氧化钒电极材料纳米化，在纳米化的基础上复合导电材料，调节工作电压窗口，掺杂金属离子这四类方法阐述对氧化钒电化学性能的改善，以及各种方法对电极电化学性能的影响。
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新材料  期刊指标
出版年份 2018-2025
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