辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(4): 040205
1 中国科学院电工研究所, 中国科学院太阳能热利用及光伏系统重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 安徽华晟新能源科技有限公司, 宣城 242000
在户外长期运行中, 不论是晶体硅太阳能电池还是薄膜太阳能电池, 都会受到电势诱导衰减(PID)的影响, 从而导致太阳能电池组件输出功率下降。尽管前人已经开展了许多研究, 但对PID现象的理解及解决方案仍旧不完整。本文主要介绍了晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池的PID现象成因及相关解决办法, 以促进人们对太阳能电池PID现象的深入理解, 以期对太阳能电池的稳定性研究提供指导性意见。
晶体硅太阳能电池 薄膜太阳能电池 电势诱导衰减 输出功率 户外长期运行 稳定性 crystalline silicon solar cell thin film solar cell potential-induced degradation output power long-term outdoor operation stability
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Department of Aerospace Laser Engineering, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
Aiming at coherence degradation during target detection, a suppressing method based on frequency-modulated continuous wave coherent lidar is proposed. Combined with a random iteration algorithm, a long-pulse echo signal with coherent degradation is matched with random phase noise of a certain frequency and achieves coherence restoration. Simulation and field experiment results show that this proposed method can recover the intrapulse coherence in long-pulse echo signals. In addition, for the real target echo signal at 4.2 and 19.8 km, the peak signal-to-noise ratio processed by this method is increased by 0.35 times and 4 times after pulse compression, respectively.
coherent lidar long-pulse signal coherent degradation frequency modulation continuous wave Chinese Optics Letters
2023, 21(7): 071201
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
高可靠性已成为大功率半导体激光器实用化的重要指标之一，而寿命预测是大功率半导体激光器可靠性评估的首要环节。文中提出了一种双应力交叉步进加速退化的试验方法，对830 nm F-mount封装的大功率半导体激光器进行了四种不同的双应力条件A[22 ℃， 1.4 A]，B[42 ℃，1.4 A]，C[42 ℃，1.8 A]，D[62 ℃，1.8 A]下的电流-温度交叉步进加速退化试验研究，对光输出功率退化轨迹进行拟合，按照80%功率退化作为失效判据，结合修正后的艾琳模型和威布尔分布外推得到器件在正常工作条件下的平均失效时间（MTTF）为5 811 h。文中给出了完整的加速退化模型建立过程与详细的外推寿命计算方法，并对模型进行了准确性检验，误差不超过10%。该方法相比单应力恒定加速试验方法，可以大幅度节约试验时间和试验成本，这对于大功率半导体激光器的自主研制具有重要的指导意义。
大功率半导体激光器 加速退化试验 双应力 寿命 high-power laser diodes accelerated degradation test double-stress lifetime 红外与激光工程
2023, 52(5): 20220592
1 西安热工研究院有限公司, 西安 710054
2 西安理工大学, 西安 710048
设计能够有效利用多种能源的新型压电催化剂, 有助于解决当前环境修复和能源需求增加的挑战。以MoO3、KSCN及NaF为起始原料, 采用一步无模板水热法成功制备一种具有高表面活性和优异压电特性的MoS2中空微球, 分别探讨了水热温度、水热时间及NaF添加量对制备MoS2中空微球的影响。结果表明: 当水热温度为220 ℃、水热时间为16 h、NaF添加量为12 mmol时, 制备的样品是粒径为0.5~1.0 μm的1T相MoS2中空微球。N2吸附-脱附实验表明, MoS2微球的比表面积为57.67 m2/g, 孔径主要分布在2~6 nm之间, 平均孔径为4.25 nm。揭示了MoS2中空微球形成机理, 并探讨了其压电催化降解动力学规律。通过压电催化降解模拟污染物评价了MoS2中空微球的催化性能。在超声振动下, 60 s对亚甲基蓝和罗丹明B的降解率分别为89.3%和98.9%。应用于水体抗生素的降解, 120 s对环丙沙星的降解率为94.7%。
二硫化钼 中空微球 无模板水热法 压电催化 抗生素降解 molybdenum disulfide hollow microspheres template-free hydrothermal method piezocatalysis antibiotics degradation
1 内蒙古工业大学化工学院, 呼和浩特 010051
2 包头师范学院化学学院, 包头 014030
铜基硫化物禁带宽度窄, 具有局域表面等离子体共振效应, 对可见光有良好的吸收能力, 且储量丰富、无毒, 这些优势使铜基硫化物光催化剂引起了研究者们的广泛关注。然而, 铜基硫化物光生电子和空穴复合速率高, 可见光利用效率低, 阻碍了其在光催化领域的应用, 因此研究者们尝试了不同的改性策略提高其光催化性能。本文综述了铜基硫化物的改性策略, 主要论述了形貌调控、晶相调控、半导体异质结等方式对铜基硫化物光催化性能的改性, 分析了不同改性方法对铜基硫化物光催化性能提高的作用, 以及铜基硫化物在光催化降解有机污染物、光解水产氢、光催化还原CO2等方面的应用, 并对铜基硫化物改性研究方向做出了展望。
铜基硫化物 光催化 降解 光生载流子 异质结 纳米复合材料 copper based sulfide photocatalytic degradation photocarrier heterojunction nanocomposite
吉林农业大学资源与环境学院, 吉林 长春 130118
为解决可降解地膜因降解而发生过早的破裂, 研究不同覆盖方式下PPC地膜的稳定性及降解情况。 设置了6种田间覆盖方式: 单层黑色PPC地膜（SB）; 单层白色PPC地膜（SW）; 双层黑色PPC地膜（DB）; 双层白色PPC地膜（DW）; 上黑色下白色双层PPC地膜（DBW）; 上白色下黑色双层PPC地膜（DWB）, 测定了不同时间段地膜的红外光谱特征、 力学性能和分子量, 对不同处理下地膜的降解情况做出判断。 结果表明, 地膜长时间暴露在自然条件下, 地膜的韧性变差, 分子结构中的主链发生断裂, 进而C-H键和C-O键的吸收峰相对强度随时间延长发生下降; 由于地膜在水分子和微生物的作用下发生降解进而导致CO伸缩振动峰和C-O-C反对称吸收峰相对强度出现不同程度的上升。 双层地膜因经阳光照射下分子链活跃出现粘连的现象, 稳定性明显高于单层地膜, 因此双层地膜DWB和DBW处理的官能团吸收峰强度较单层地膜稳定, 降解程度相对更缓慢。 各处理的分子量和力学性能都呈现下降的趋势, 双层地膜处理的分子量、 伸拉力强度和断裂伸长率显著高于单层地膜, 其中黑白双层地膜DWB处理和DBW处理在30～150 d内的稳定性强于单层地膜, 到150 d时, DWB处理和DBW处理的分子键断裂伸长率下降至117.66%～120.39%和151.69%～175.20%, 伸拉力强度下降至18.28～13.95和15.35～9.81 MPa; 重均分子量为72 663和66 555 g·mol-1, 数均分子量为62 416和66 555 g·mol-1。 综合分析说明相比较单层地膜, 覆盖黑白双层地膜可以减缓PPC地膜因降解而导致的地膜破裂, 延长保水保墒性能的时间, 更好地发挥双层地膜的优势。 PPC地膜双层覆盖方式经过优化后在作物生育期内可以保持其稳定性, 且在作物生育期后又可以像单层地膜一样降解, 可在实践中应用, 也为PPC地膜在农业生产中的应用提供了理论依据。
PPC地膜 双层地膜覆盖 红外光谱特征 降解特征 PPC plastic film Double-layer plastic film cover Infrared spectrum characteristic Degradation characteristic
1 佛山科学技术学院交通与土木建筑学院，佛山 528000
2 佛山科学技术学院环境与化学工程学院，佛山 528000
近年来，石墨相氮化碳(g-C3N4)以其合适的带隙宽度、丰富的活性位点和成本低廉等优点，成为新兴的可见光响应非金属光催化剂，被广泛应用于光催化降解有机污染物领域。然而，纯g-C3N4对可见光的吸收效率较低且光生电子和空穴复合速率快，导致其光催化活性处于较低水平。基于g-C3N4的非金属特性，通过非金属掺杂可以有效提高g-C3N4的光催化性能，引起了学者们的广泛关注。本文介绍了目前非金属掺杂g-C3N4复合材料常见的制备方法,着重归纳了不同类型的非金属掺杂g-C3N4光催化降解水中有机污染物的相关研究进展，探讨其作为光催化剂在可见光条件下降解有机污染物的相关机理。最后，提出目前g-C3N4基复合材料在光催化降解水中有机污染物中所面临的挑战，旨在为非金属掺杂g-C3N4耦合光催化在水中有机污染物降解方面提供参考。
石墨相氮化碳 非金属掺杂 光催化 降解 有机污染物 graphitic carbon nitride nonmetal doping photocatalytic degradation organic pollutant
1 湖北工业大学材料与化学工程学院,武汉 430068
2 江西德锆美瓷有限公司,九江 332500
3 江西赛瓷材料有限公司,九江 332500
氧化锆陶瓷具有优异的力学性能、化学稳定性和白色美学特性, 已广泛用于与牙齿相关的修复体中, 如牙冠、牙桥、基台以及最近的种植体。然而, 氧化锆陶瓷的生物安全性受到低温老化(LTD)的威胁。LTD现象发生在低温潮湿环境中, 例如在人体环境中, 氧化锆陶瓷的强度在短期内迅速降低, 进而导致早期失效。本文从表征方法、影响因素以及老化理论模型等角度, 对近年来各国学者对氧化锆陶瓷LTD现象开展的相研究进行了综述, 并对相关研究结果进行梳理了及归纳。
氧化锆陶瓷 低温老化 相变 稳定剂 晶粒尺寸 相组成 zirconia ceramics low-temperature degradation phase transformation stabilizer grain size phase composition
