直接Z型异质结材料综述

直接Z型异质结材料综述

一前言

由于化石能源储量有限及其使用中带来的环境污染，开发新的、可再生的清洁能源成为

关系人类生存和可持续发展的重大课题。太阳能是最洁净而又取之不尽的自然能源，光合作用是绿色植物在光照作用下将二氧化碳和水转化为碳水化合物的过程，人类赖以生存的能源

和材料都直接和间接地来自光合作用。人工光合作用 (即模拟自然界中的光合作用)是在光辐照下，利用光催化剂将太阳能转化为氢能(或碳氢燃料)，也可以净化环境。因此，光催化剂有望成为新能源利用和环境净化的关键，为未来能源利用和环境污染处理提供一个可行的

突破口，其中Z型光催化材料具有更优秀的氧化还原能力，它的应用代表了当前最前沿的

新能源利用和环境净化的发展趋势，展现出广阔的应用前景。

二正文

Z型光催化反应体系的机理

自然界中，Z型光反应系统是植物光合作用光反应阶段的重要组成部分，由两个光化学反应和一系列的中间酶促氧化还原反应组成。电子的传递过程如图1所示，首先，叶绿素

P680 (PS II)在光照射下成激发态P680*，水分子在叶绿素P680上发生氧化反应生成O2，在细胞色素、蛋白酶等的作用下，电子由P680*转移至叶绿素P700 (PSI)叶绿素P700光照激发后，产生的光生电子最终在酶的作用下与NADP+结合生成还原型辅酶II(NADPH)，用以还原CO2合成碳氢氧化合物。电子的转移过程在图中构成类似英文字母Z的形状，故而称之为Z型。这个体系首先Bard由在研究了植物的光合作用后于1979年提出。

图1植物光合作用过程中电子的Z型传递示意图

光合作用中Z型光反应的产氧和生成NADPH分别发生在两个不同的部位人工Z型光催化

剂模仿其特点，构造了PS I与PS II反应体系，有效的避免电子与空穴的快速复合。在

人工Z型光催化体系中，PS I和PS II分别由两光催化剂构成，两半导体之间通过能级

结构耦合，光催化性能优于单一组分的光催化剂。

Z型光催化反应材料的分类

离子态Z型光催化材料：是较早研究的Z型光催化体系，其反应依靠氧化还原电子介体

的电荷传输，常见的氧化还原电子介体有如下几类：Fe3 +/Fe2 +、IO3-离子态Z型光催化反应的电荷传递机理如图2所示。PS II的价带受到光激发，电子跃迁至导带处，PS II价带处的空穴可以将H2O氧化为O2，并产生氢离子。PS II导带处的激发态电子与氧化还原电

子介体中的高价态离子反应，而被消耗。PS I的价带受到光激发，电子跃迁到导带处将H+还原为氢气。PS I价带的空穴与氧化还原电子介体中的低价态离子反应生成高价态离子。

图2离子态Z型光催化反应电荷传递示意图

固态Z型光催化材料：包括无导电介质（图3a）和有导电介质（图3b）的固态Z型光催化剂两类，其光催化体系与离子态Z型光催化体系的催化机理又有所差异，固态Z型光催化体系不含氧化还原电子介体，电荷直接通过界面传输，缩短了传输距离，提高了光催化效率。如图3(b)所示，在光照条件下，PS I和PS II的价带留下光生空穴，电子被激发到PS I 和PS II的导带上。PSII价带上的光生空穴有很强的氧化能力，能够氧化水、有机污染物

等。PS II导带上的电子与PS I价带的空穴在导电介质上湮灭。PS I导带处的激发态电子有很强的还原能力，能产氢，还原CO2等。无导电介质的Z型光催化剂电荷传输机理和上

述相似。

图3全固态光催化材料电荷传递示意图

异质结发展现状及原理

异质结发展现状及原理 pn结是组成集成电路的主要细胞。50年代pn结晶体管的发明和其后的发展奠定了这一划时代的技术革命的基础。pn结是在一块半导体单晶中用掺杂的办法做成两个导电类型不同的部分。一般pn结的两边是用同一种材料做成的(例如锗、硅及砷化镓等)，所以称之为“同质结”。如果把两种不同的半导体材料做成一块单晶，就称之为“异质结“。结两边的导电类型由掺杂来控制，掺杂类型相同的为“同型异质结”。掺杂类型不同的称为“异型异质结”。另外,异质结又可分为突变型异质结和缓变型异质结,当前人们研究较多的是突变型异质结。 1 异质结器件的发展过程 pn结是组成集成电路的主要细胞,50年代pn结晶体管的发明及其后的发展奠定了现代电子技术和信息革命的基础。 1947年12月,肖克莱、巴丁和布拉顿三人发明点接触晶体管。1956年三人因为发明晶体管对科学所做的杰出贡献,共同获得了科学技术界的最高荣誉——诺贝尔物理学奖。 1949年肖克莱提出pn结理论,以此研究pn结的物理性质和晶体管的放大作用,这就是著名的晶体管放大效应。由于技术条件的限制,当时未能制成pn结型晶体管,直到1950年才试制出第一个pn结型晶体管。这种晶体管成功地克服了点接触型晶体管不稳定、噪声大、信号放大倍数小的缺点。 1957年,克罗默指出有导电类型相反的两种半导体材料制成异质结,比同质结具有更高的注入效率。 1962年,Anderson提出了异质结的理论模型,他理想的假定两种半导体材料具有相同的晶体结构,晶格常数和热膨胀系数,基本说明了电流输运过程。 1968年美国的贝尔实验室和联的约飞研究所都宣布做成了双异质结激光器。 1968年美国的贝尔实验室和RCA公司以及联的约飞研究所都宣布做成了GaAs—AlxGal—。As双异质结激光器l；人5)．他们选择了晶格失配很小的多元合金区溶体做异质结对． 在70年代里，异质结的生长工艺技术取得了十分巨大的进展．液相夕随(LPE)、气相外延(VPE)、金属有机化学气相沉积(MO—CVD)和分子束外延(MBE)等先进的材料生长方法相继出现，因而使异质结的生长日趋完善。分子束外延不

异质结太阳能电池综述

异质结太阳能电池研究现状 一、引言： 进入21世纪，传统的化石能源正面临枯竭，人们越来越认识到寻求可再生能源的迫切性。据《中国新能源与可再生能源发展规划1999白皮书统计，传统化石能源随着人们的不断开发已经趋于枯竭的边缘，各种能源都只能用很短的时间，石油：42年，天然气：67年，煤：200年。而且，由于大量过度使用这些能源所造成的环境污染问题也日益严重，每年排放的二氧化碳达210万吨，并呈上升趋势，二氧化碳的过度排放是造成全球气候变暖的罪魁祸首；空气中大量二氧化碳、粉尘含量已严重影响人们的身体健康和人类赖以生存的自然环境。正是因为这些问题的存在，人们需要一种储量丰富的洁净能源来代替石油等传统化石能源。而太阳能作为一种可再生能源正符合这一要求。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，若把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量就可达5.6×1012千瓦小

时。而我国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年1700亿吨标准煤，太阳能资源开发利用的前景非常广阔。在太阳能的有效利用中,太阳能光电利用是近些年来发展最快,最具活力的研究领域,是其中最受瞩目的项目之一。太阳能电池的研制和开发日益得到重视。本文简要地综述了各种异质结太阳能电池的种类及其国内外的研究现状。 二、国外异质结太阳能电池 1、TCO/TiO2/P3HT/Au三明治式结构的p-n异质结的太阳能电池 2005年5月份，Kohshin Takahashi等发表了TCO/TiO2/P3HT/Au三明治式结构的p-n异质结的太阳能电池，电池结构如图1。 图1 ITO/PEDOT:PSS/CuPc/PTCBI/Al结构太阳能电池 简图 图2 TCO/TiO2/P3HT/Au电池结构示意图 同时采用了卟啉作为敏化剂吸收光子，产生的电子注入

第三章 常用的加工方法综述

第三章常用的加工方法综述 一般情况下，车削的切削过程为什么比刨削、铣削等平稳？对加工有何影响？ 答：除了车削断续表面之外，一般情况下车削过程是连续进行的，不像铣削和刨削，在一次走刀过程中刀齿有多次切入和切出，产生冲击。并且当车刀几何形状、背吃刀量和进给量一定时，切屑层公称横截面积是不变的。因此，车削是切削力基本上不发生变化，车削过程要比铣削平稳。又由于车削的主运动为工件回转，避免了惯性力和冲击的影响，所以车削允许采用较大的切削用量进行高速切削或强力切削，有利于提高生产率。 何为周铣和端铣？为什么在大批量生产中常采用端铣而不用周铣？ 周铣：是用铣刀圆周表面上的切削刃铣削零件，铣刀的回转轴线平行。 端铣：是用铣刀端面上的切削刃铣削零件，铣刀的回转轴线与加工平面垂直。由于端铣的切削过程比周铣平稳，有利于提过加工质量，并且端铣可达到较小的表面粗糙度，端铣还可以采用高速铣削提高生产效率，也提过已加工表面质量。 【※】镗床镗孔与车床镗孔有何不同？各适合于什么场合？ 答。镗床镗孔时，镗刀刀杆随主轴一起旋转，完成主运动，进给运动可由工作台带动零件纵向移动，也可由镗刀刀杆轴向移动实现。车床镗孔主运动和进给运动分别是由零件的回转和车刀的移动。回转体零件上的轴心孔多在车床上加工。箱体类零件上的孔或孔系（相互有平行度或垂直度要求的若干个孔)常用镗床加工。 为什么刨削，铣削只能得到中等精度和较大的表面粗糙度Ra值？ 刨削:在龙门刨床上用宽刃细刨刀以很低的切削速度，大进给量和小的切削深度，从零件表面上切去一层极薄的金属，因切削力小，切削热少和变形少。铣削：在铣削过程中铣削力是变化的，切削过程不平稳，容易产生振动，这就限制了铣削加工质量和生产率的进一步提高。 用周铣法铣平面，从理论上分析，顺铣比逆铣有哪些优点？实际生产中，目前多采用哪种铣削方式？为什么？ 顺铣比逆铣刀具耐度高，零件表面质量好，零件夹持的稳定性高。多采用逆铣，因为逆铣时，水平分力Fct与进给方向相反，铣削过程中工作台丝杆始终压向螺母，导致因为间隙的存在而引起零件窜动。目前，一般铣床尚没有消除工作台丝杆螺母之间间隙的机构，所以，生产中常采用逆铣法。当铣削带黑皮表面铸件或锻件时，若用顺铣法，因铣齿首先接触黑皮将加剧刀齿的磨损。 镗削的加工特点：可保证平面、各孔、槽的垂直度、平行度。可保证同轴孔的同轴度。可在一次装夹下，加工相互垂直、平行的孔合平面。 砂轮的自悦性：促使砂轮表层磨粒自动脱落，里层新磨粒锋利的切削刃则投入切削，砂轮又恢复了原有的切削性能。 【※】端磨平面时砂轮与零件的接触面积大，磨削力大，磨削热多，散热、冷却和排屑条件差，砂轮端面沿径向各点圆周速度不同，砂轮磨损不均匀，所以端磨精度不如周磨，但是端磨磨头悬伸长度较短，又垂直于工作台面，承受的主要是轴向力，刚度好，加之这种磨床功率较大，故可采用较大的磨削用量，生产效率较高，常用于大批量生产中代替铣削和刨削进行粗加工 内圆磨削的精度和生产率为什么低于外圆磨削表面粗糙度Ra值为什么也略大于外圆磨削 Addition 1、车削：【1】特点：特别适合于有色金属零件的精加工，因为有色金属零件材料的硬度较低，塑性较大，若用砂轮磨削，软的磨屑 易堵塞砂轮，难以得到粗糙度低的表面【2】应用：1.可以加工各种回转表面单件小批量：中小型零件，可选用数控机床加工； 大型圆盘类零件多用立式车床加工成批生产，用车床加工 2、钻孔：【1】没有孔，主进给运动都是钻头完成，粗加工【2】特点：1.钻头易引偏2.排屑困难3.切削温度高，刀具磨损快 3、扩孔：【1】已有孔，半精加工【2】特点：1.刚性较好2.导向作用好3.切削条件较好 4、铰孔：【1】以扩孔或半精镗孔为基础，精加工，公差等级IT8~IT6，用铰刀进行加工【2】铰刀工作部分包括切削部分和修光部分， 5、钻、扩、铰概述:麻花钻，扩孔钻和铰刀都是标准刀具，即定尺寸刀具。对于中等尺寸以下较精密的孔，在单位小批量甚至大批量 生产中，钻、扩、铰都是经常采用的典型工艺；钻、扩、铰只能保证孔本身的精度，而不易保证孔与孔之间的尺寸精度及位置精度。为了解决这一问题，可利用夹具进行加工，也可采用镗孔（※）箱体类：（有平行度或垂直度要求）用镗床加工 6、单刃镗刀镗孔：预加工孔如有轴线歪斜或有不大的位置误差，利用单刃镗孔可予以校正，若用扩孔或铰孔是不易达到的 7、多刃镗刀镗孔：与铰孔类似，不能校正原有孔的轴线歪斜或位置误差 8、镗孔：【1】概念：镗刀对已有孔进行扩大加工的方法【2】对于D>80mm的孔、内呈环形或孔内环槽等，镗削唯一适用【3】公差 等级IT8~IT6，表面粗糙度Ra为1.6~0.8μm；精细镗时尺寸公差等级可达IT7~IT5，表面粗糙度Ra为0.8~0.1μm【4】镗孔可以在镗床上或车床上进行。回转体零件上的轴心孔多在车床上加工，主运动和进给运动分别是零件的回转运动和车刀的移动【5】分类：根据结构和用途不同，镗床分为卧式镗床、坐标镗床、立式镗床、精密镗床，应用最广泛的是卧式镗床【6】镗孔时，镗刀刀杆随主轴一起旋转，完成主运动;进给运动可由工作台带着零件纵向移动，也可由镗刀刀杆轴向移动来实现 9、刨削：主运动：道具的往复直线运动，进给运动：工件随工作台的间歇运动 10、拉削：【1】利用多齿拉刀【2】拉削面积较大的平面时，为减少拉削力，可采用渐进式拉刀进行拉削【3】特点：1.生产率高，在

高效异质结太阳能电池产业化观察

高效异质结太阳能电池产业化观察 1异质结电池的技术前景及产业政策 1.1技术前景 从最新的市占率预测来看，异质结（简称HIT，SHJ，SJT等）电池在10年内都将是小众市场，预计5年内市占率在5%-7%之间。按照2016年72GW（中国53GW）的全球出货量和15%的平均增长率，5年后的2022年将达到144GW（中国106GW）的年全球出货量，其中HIT技术产品占7-10GW（中国5-7GW）。 图1.晶硅电池技术市占率预测 目前国际和国内布局HIT电池技术的厂商及其产能情况如下： 生产商电池效率产能产业规划 松下22.50% 1GW 因日本产业链不完善，成本居高不下。 上澎21.80% 40MW 国内运营最长的1条量产线，计划扩产至120MW。 新日光22.00% 50MW 2017年底扩张到50MW，目标23%效率。 新奥21.60% 80MW 产能陆续扩张中，计划到400MW 赛昂21.50% 30MW 被Solarcity收购，在美国有1GW电池规划。 国电21.50% 80MW 被中环收购，有1GW扩产计划。 钧石22.50% 100MW 总产能规划600MW，目前一期调试中。 中智22.00% 200MW 规划1.2GW产能，目前2条线轮调中。 晋能--- 100MW 规划2GW产能，设备采购中。 汉能--- 60MW 规划600MW产能。 表1.HIT电池主要厂商及其产能情况统计

按照上表给出的产能计算，未来5年内全球HIT电池产能将达到8GW左右，其中大陆产能占绝对多数，约为7GW。另外，国电投、亿晶光电、合金盛等公司也在计划上马HIT电池技术，实际产能可能会更大。 从以上分析来看，业内业已进入的HIT厂家几乎将全球HIT产品的市场瓜分殆尽。新入者必须在着力产品研发的同时，努力挖掘HIT的应用市场。鉴于HIT技术的成本较高，高昂的产品售价必将令市场开拓存在巨大的困难，其可能的市场领域包括：美日欧等发达市场需求、中国超级领跑者项目、新能源汽车领域、其他高效产品应用领域。 1.2 技术路线图 图2.2017年最新的晶硅电池效率路线图 从最新的电池效率路线图来看，HIT电池技术处于排名第二的高效晶硅技术，仅次于IBC技术。但HIT电池的效率与P型PERC、N型PERT的效率差异没能显著拉开（高1%），鉴于P 型PERC技术的规模化应用正在急速扩张之中，而HIT电池技术的产业配套尚有很多需要完善。

金属材料的强化方法

第五章金属材料的强化方法 一、金属材料的基本强化途径 许多离子晶体和共价晶体受力后直到断裂，其变形都属于弹性变形。 而金属材料的应力与应变关系如图5-1所示。 它在断裂前通常有大量塑性变形。它是晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面晶向的相对滑动。但是，晶体的实际滑移过程并不是晶体的一部分相对于另一部分的刚性滑移。 如果是刚性的滑移，则滑移所需的切应力极大，其数值远高于实际测定值。如，使铜单晶刚性滑移的最小切应力（计算值）为1540MPa, 而实际测定值仅为1MPa。各种金属的这种理论强度与实际测定值均相差3～4个数量级。这样的结果，迫使人们去探求滑移的机理问题，即金属晶体滑移的机理是什么？20世纪20年代，泰勒等人提出的位错理论解释了这种差异。 位错是实际晶体中存在的真实缺陷。现已可以直接观察到位错。 图5-2 位错结构

图5-3 位错参与的滑移过程 位错在力τ的作用下向右的滑移，最终移出表面而消失。由于只需沿滑移面A —A 改变近邻原子的位置即可实现滑移，因此，所需的力很小，上述过程很易进行。 由上述的分析可知，金属晶体中的位错数量愈少，则其强度愈高。现已能制造出位错数量极少的金属晶体，其实测强度值接近理论强度值。这种晶体的直径在1μm 数量级，称之为晶须。 由位错参与的塑性变形过程似乎可得到另一结论，即金属中位错愈多，滑移过程愈易于进行，其强度也愈低。事实并不是这样。如图5-4所示。 图5-4 强度和位错与其它畸变 可见，仅仅是在位错密度增加的初期，金属的实际强度下降；位错密度继续增大，则金属晶体的强度又上升。这是因为位错密度继续增加时，位错之间会产生相互作用：1）应力场引起的阻力，如位错塞积，当大量位错从一个位错源中产生并且在某个强障碍面前停止的时候就构成了位错的塞积；2）位错交截所产生的阻力；3）形成割阶引起的阻力（两个不平行柏氏矢量的位错在交截过程中在一位错上产生短位错）；4）割阶运动引起的阻力。 金属受力变形达到断裂之前，其最大强度由两部分构成：一是未变形金属的流变应力σl ，即宏观上为产生微量塑性变形所需要的应力。流变应力的大小决定于位错的易动性：晶体内部滑移面上的位错源越容易动作，运动位错在扫过晶体滑移面时所受的阻力越小，则流变应力越低；其二是因应变硬化产生的附加强度，它由塑性变形过程中应变硬化速率 εσd d 和塑性变形量l f εε-来决定。所以，在断裂前的最大强度大致可按下式计算： ?+=f l d d d l εεεε σσσ)(max 工程结构材料主要是在弹性范围内使用的，因此，在构件的设计和使用中，流变应力的重要性更为突出。 对流变应力有贡献的阻力主要是两类：

工程材料强化方法综述

工程材料强化方法综述 xxx 【摘要】本文主要包括金属固溶体强化，第二项强化，形变强化，细化晶粒强化，热处理强化以及表面热处理和化学热处理等。 【关键词】固溶体位错细化晶粒退火正火淬火回火 【作者简介】李洪民机制本科班 引言 随着现代科技的发展，越来越多的材料被运用到日常的生活生产之中，这就使得强化和处理材料成为工程材料应用的重要问题之一，通过各类强化和处理手段，既可以提高材料的力学性能，充分发挥材料的潜力又可以获得一些特殊要求的性能，以满足各种各样使用条件下对材料的要求。 1.固溶体强化 1.1固溶体定义及表示方法 合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。与固溶体晶格相同的组元为溶剂，一般在合金中含量较多；另一组元为溶质，含量较少。固溶体用α、β、γ等符号表示。A、B组元组成的固溶体也可表示为A(B), 其中A为溶剂, B为溶质。例如铜锌合金中锌溶入铜中形成的固溶体一般用α表示, 亦可表示为Cu(Zn)。 1.2.固溶体的分类 按溶质原子在溶剂晶格中的位置, 固溶体可分为置换固溶体与间隙固溶体两种。置换固溶体中溶质原子代换了溶剂晶格某些结点上的原子; 间隙固溶体中溶质原子进入溶剂晶格的间隙之中。 1.3.固溶体强化机理 固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。这种通过形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。固溶强化是金属强化的一种重要形式。在溶质含量适当时，可显著提高材料的强度和硬度，而塑性和韧性没有明显降低。 2.金属化合物强化（第二相强化） 复相合金与单相合金相比，除基体相以外，还有第二相得存在。当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中时，将会产生显著的强化作用。这种强化作用称为第二相强化。第二相强化的主要原因是它们与位错间的交互作用，阻碍了位错运动，提高了合金的变形抗力。使得合金强度、硬度和耐磨性都有所提高。对于位错的运动来说，合金所含的第二相有以下两种情况：（1）、不可变形微粒的强化作用。（2）、可变形微粒的强化作用。 弥散强化和沉淀强化均属于第二相强化的特殊情形。 3.形变强化 金属在冷变形过程由于位错使得强度和硬度提高但塑性下降，该现象被称为加工硬化。多用于不可热处理强化的金属材料。 4.细化晶粒强化 金属结晶后，获得由许多晶粒组成的多晶体组织，晶粒的大小对金属的力学性能物理性能和化学性能均有很大影响细晶组织的金属不仅强度高，而且塑性和韧性也好。这是因为，晶粒越细一定体积中的晶粒数目越多，在同样的变形条件下，变形量被分散到更多的晶粒内进行，各晶粒的变形比较均匀不致产生应力集中的现象。此外，晶粒细化，晶界就越多，越曲折，越不利于裂纹的传播，从而使其在断裂前能承受较大的塑性变形，表现较高的塑性和韧性。常见细化晶粒方法如下：

(完整版)钙钛矿太阳能电池研究综述

钙钛矿太阳能电池 引言 21世纪以来，人口急剧增长，能源和环境问题日益明显。目前，人们主要消耗的是不可再生能源，例如煤、天然气、石油等化石燃料。而未来人类还需大量的能源，故人类正在积极开发新能源。 而太阳能具有清洁、无污染、分布广并且能量充分，是目前广大科研人员的研究重点。而光伏为开发太阳能的主要对象，主要其具有安全、清洁、成本低廉等优点。目前，市场上主要为第一代硅基太阳能电池，大约占了90%，其余的约10%被CdTe和GIGS为代表的第二代薄膜太阳能电池所占据。然而，硅基太阳能电池在原材料和制造上，其成本都比较高，工艺较复杂。因此，人们正在努力开发高效率、低成本的新型太阳能电池。如钙钛矿太阳能电池[1]。 近年来，钙钛矿太阳能电池由于光电效率高，工艺简单等一些优异性能而受到人们的广泛关注。现如今广大研究人员正在大力研究，开发钙钛矿太阳能电池，其光电转化效率正在不断突破、提高，有可能达到甚至超过单晶硅太阳电池（25.6%）的水平。其中钙钛矿太阳能电池的光电转化效率被证实已达到了20. 1%[2]，这项重大的成就于2013 年度，成功被Science 评选为十大科学突破之一[3]。 一钙钛矿太阳能电池的发展历程 人们从十年以前就开始研究钙钛矿型结构化合物，刚开始由于其具有优异的光子传导性以及半导体特性，而被应用于薄膜晶体管和有机发光二极管中。[4] 2009 年，Miyasaka 等[5]首先制得钙钛矿结构的太阳能电池，它主要是以 CH3NH3PbBr 3和CH 3 NH 3 PbI 3 为光敏化剂。这成功地跨出了钙钛矿太阳能电池发展的 第一步，也为钙钛矿太阳能电池发展奠定了重要的基础。 2011年，Park 等[6]以CH 3NH 3 PbI 3 为光敏化剂，通过改善工艺及优化原料组 分比，成功制备了光电转化效率为6. 54%的钙钛矿太阳能电池，其结构和性能得到了一定的提升。

常用机械加工英语

第1章切削加工基础知识 1.1切削加工概述 切削cutting; 加工 machining; 金属切削 metal cutting (metal removal); 金属切削工艺 metal-removal process; 金属工艺学 technology of metals; 机器制造machine-building; 机械加工 machining; 冷加工 cold machining； 热加工 hot working; 工件 workpiece; 切屑chip; 常见的加工方法universal machining method; 钻削drilling; 镗削 boring; 车削 turning； 磨削 grinding; 铣削 milling; 刨削 planning; 插削slotting ; 锉filing ; 划线lineation; 錾切carving; 锯sawing; 刮削facing; 钻孔boring; 攻丝 tap; 1.2零件表面构成及成形方法 变形力 deforming force; 变形 deformation; 几何形状 geometrical; 尺寸dimension ; 精度 precision; 表面光洁度surface finish; 共轭曲线 conjugate curve; 范成法 generation method; 轴 shaft; 1.3机床的切削运动及切削要素 主运动 main movement; 主运动方向direction of main movement; 进给方向 direction of feed; 进给运动feed movement; 合成进给运动resultant movement of feed; 合成切削运动resultant movement of cutting; 合成切削运动方向direction of resultant movement of cutting ; 切削速度 cutting speed; 传动drive/transmission; 切削用量 cutting parameters; 切削速度 cutting speed; 切削深度 depth of cut; 进给速度 feed force; 切削功率 cutting power; 1.4金属切削刀具 合金工具钢alloy tool steel; 高速钢 high-speed steel; 硬质合金 hard alloy; 易加工 ease of manufacturing ; 切削刀具 cutting tool;

有机体异质结太阳能电池的数值分析

有机体异质结太阳能电池的数值分析 邢宏伟　彭应全 　杨青森　马朝柱　汪润生　李训栓 (兰州大学物理科学与技术学院,兰州　730000)(2008年1月20日收到;2008年4月15日收到修改稿) 介绍了一种有机体异质结太阳能电池的数值模拟方法,模型使用Onsager 提出的成对复合理论,并结合了完善的无机半导体理论而提出来的,其结果与实验结果符合较好,证明了模型的正确性.在此基础上分析了器件的内建电场与工作温度对器件性能的影响,以及影响器件光电流的主要因素. 关键词:有机太阳能电池,体异质结,数值分析 PACC :8630J ,7115Q ,7125 通讯联系人.E 2mail :yqpeng @https://www.wendangku.net/doc/0f12255274.html, 11引言 有机太阳能电池利用有机半导体薄膜作为光电活性介质,由于具有容易加工、价格低廉并能制作大面积柔性器件等优点而备受关注.自从人们发现处于基态非简并态的共轭聚合物与富勒烯之间有光诱导电子转移发生以来, [1,2] 这些材料已经被考虑应用 于制作大面积的可折叠的太阳能电池.体异质结(BH J )结构太阳能电池与传统双层异质结太阳能电池相比,克服了几何界面的影响,即只有在pn 结附近吸收的光子才对光电流有贡献 [3,4] ,而是将电子受体材料和给体材料混合形成可传输电荷的渗透网格,从而大幅度提高了短路电流值 [5,6] .太阳能电池 的转换效率接近5%,使其比双层结构有更大的开发前途,因此被认为是光伏器件的主要发展趋势[7] . 体异质结太阳能电池吸收光子产生光电流的主要机理是给体材料和受体材料接触面处吸收光子产生激子,在接近给体2受体接触面的区域的激子扩散同时以极快的速度分离为成对出现的给体里的空穴和受体里的电子 [8,9] .但是由于有机材料的介电常量 (εr =2— 4)与无机材料相比较低,使得激子没有像无机半导体中马上分离成电子和空穴,而是牢牢的被库仑力约束在一起.为了产生光电流,激子必须分离成能够自由移动的载流子,并在完全复合成为基态激子之前,移动至电极,被电极俘获,这样才能形 成光电流. 本文以Onsager [10] 的成对复合理论和较完善的 无机半导体相关理论为基础,研究有机体异质结太 阳能电池的数值模型.该模型包含了载流子的产生、复合、漂移和扩散等重要物理机理.模型的数值计算与实验结果符合较好. 21理论与模型 有机体异质结太阳能电池器件通过金属2有机 半导体2金属的图像来描述,其能级分布及电子与空穴传输如图1所示.半导体材料的导带底和价带顶分别是受体物质最低未占据分子轨道(LUMO )和给体物质的最高占据分子轨道(H OMO ).受体的LUMO 与给体的H OMO 的能量之差为其带隙(E gap ).电子与空穴的复合用Langevin 提出的双分子复合理论来 表述[11] .由于器件有机层非常薄(100nm 左右),我们假定器件中吸收光子产生激子的产生速率(G max )是相同的. 自由电荷载流子的产生可分为两个阶段,如图2所示:首先,给体内有机层吸收光子产生束缚电子空穴对(激发态激子).激子的结合能大约为012—110eV ,高于相应的无机半导体激发产生的激子的结合能,所以不会像无机半导体激子可以自动离解形成自由移动的电子和空穴,而是需要电场驱动激子才能离解.在给体2受体的界面处电场较大,激子比较容易离解.可以看出,在有机体异质结太阳能电 第57卷第11期2008年11月100023290Π2008Π57(11)Π7374206 物　理　学　报 ACT A PHY SIC A SI NIC A V ol.57,N o.11,N ovember ,2008 ν2008Chin.Phys.S oc.

钢铁材料的强化手段与应用

钢铁材料的强化手段及其应用 赵刚领 （化学工程学院化学工程与工艺1143084077） 摘要：随着现代工业和科学技术的不断发展,人们对钢铁材料的性能提出了越来越高的要求。特别是在航空、国防以及高科技领域，一般的金属材料已不能满足它们的要求。因此，对钢铁材料进行强化应用已变得刻不容缓。本文主要概述了人们目前对钢铁材料强化的方法，并介绍了强化钢在不同领域的应用。 关键词：钢铁材料强化手段应用 金属是通过合金化、塑性变形和热处理等手段提高材料的强度。所谓强度是指材料对塑性变形和断裂的抗力，用给定条件下材料所能承受的应力来表示。 钢铁材料的强度是其抵抗变形和断裂的能力，而要满足钢铁材料高强度的要求，就必须对它进行强化处理。强化钢铁材料的手段,一般可加入合金元素(加入微量元素如V、Nb、Ti 等)通过调质处理使其析出强化、控制轧制及冷却方法等 对工程材料来说，一般是通过综合的强化效应以达到较好的综合性能。具体方法有固溶强化、分散强化、形变强化、沉淀强化和弥散强化、细化晶粒强化、择优取向强化、复相强化、纤维强化和相变强化等，这些方法往往是共存的，强化一般伴随着韧性、塑性的降低，但有时也不会降低甚至有所提高。而在工程上更加切实有效的方法是在晶体中引入大量缺陷及阻止位错的运动来提高金属的强度。 由于各种强化方法对钢铁材料强度的不同影响，采用不同强化手段后可使铁的强度提高，这些手段包括固溶强化、细晶强化、冷变形强化、马氏体强化、形变一相变强化、形变强化和脱溶强化等多种强化方法，形变热处理和冷拔高碳钢丝的强度已接近晶须的强度。 1、固溶强化 固溶强化是将合金元素加入到钢铁材料基体金属中形成固溶体以达到强化金属的方法。一般来说,固溶体总是比组成基体的纯金属有更高的强度和硬度,随着合金元素含量的增加,钢的强度和硬度提高。但是当合金元素的含量适当时,固溶体不仅具有高的强度和硬度,而且有良好的塑性和韧性。它是利用固溶的置换式溶质原子或间隙式溶质原子来提高基体金属的屈服强度的方法。绝大多数钢材的基体铁都免不了用固溶强化方法强化。 2、分散强化

(整理)文献综述 硅基异质结太阳电池的研究

华南理工大学 本科毕业设计文献综述硅基异质结太阳电池的研究 班级_______09级信息工程2班__ 姓名___________胡思凯_________ 学号_________200931281039_____ 指导教师________耿魁伟____________

作为一种取之不尽的清洁能源,太阳能的开发利用引起人类的极大关注[13]。目前,大规模商业化太阳能电池仍以硅太阳能电池为主,正开发的有GaAs[4]、GaN[5]、CdS[6]、铜铟硒[7]和ZnO[810]等新型材料太阳能电池。其中,GaAs和GaN太阳能电池虽在空间应用中比硅太阳能电池更有优势,但属于!族化合物,挥发性强、工艺复杂,制备成本高;CdS和铜铟硒对人类具有一定的毒副作用,不符合绿色环保能源发展的要求。氧化锌（ZnO）由于其优越的物理特性，如具有较大的禁带宽度（室温，~3.37 eV）和激子束缚能（~60 mV），而且热稳定性好、抗氧化性能优越，已经成为一种极具发展前景的II–VI族半导体材料，其在光电子应用领域也已经引起了广泛关注。 关于硅基ZnO薄膜的生长及发光性质已有广泛的研究,但对于P型硅纳米线（SiNWs）为衬底上制备ZnO异质结太阳能电池的研究尚不成熟。硅纳米线是新型的一维纳米材料(SiNWs),由于其自身所特有的光学、电学性质和半导体所具有的特殊性质已越来越引起纳米科技界的广泛关注。通过最近几年的研究表明, SiNWs料具有很强的广谱光吸收特性和室温下的可见光发光特性。因此，对一维纳米材料形貌的控制、生长机理的探索以及各种性能的测量与改进,是人们研究的重点。 一.目前，化学腐蚀法和化学气象沉积（cvd）已经成为制备SiNWs主要的2种技术。此次毕业设计打算以这两种不同的方法制备SiNWs，比较两种方法的优劣。 1.化学腐蚀法,HF溶液4.6mol／L,AgNO3溶液0.02mol/L,腐蚀温度50℃,腐蚀 时间30min时制备出的大面积阵列一维SiNWs。 2. 3.用SiH4做反应气体，H2作载气，在氢的辉光放电中淀积SiNWs，反应室预真 空约1.33Pa,沉积温度为380度。 利用sem电镜观察生长结构，X射线衍射仪（XRD）观察X射线衍射谱，生长取

异质结发展概况

异质结发展概况 半导体异质结是由两种禁带宽度不同的半导体材料形成的结。两种材料禁带宽度的不同以及其他特性的不同使异质结具有一系列同质结所没有的特性，在器件设计中将实现某些同质结不能实现的功能。例如，在异质结晶体管中用宽带一侧做发射极将得到很高的注入比，因而可获得较高的放大倍数。 早在二十世纪三十年代初期，前苏联列宁格勒约飞技术物理研究所的学者们就开始了对半导体异质结的探索，到了1951年，由Gubanov首先提出了异质结的概念，并进行了一定的理论分析工作，但是由于工艺技术的困难，一直没有实际制成异质结。20世纪60年代初期，pn结晶体管取得了巨大的成功，人们开始关注对异质结的研究，对异质结的能带图、载流子在异质结中的输运过程以及异质结的光电特性等提出了各种理论模型并做了理论计算。但是由于制备工艺的原因，未能制备出非常理想的异质结，所以实验特性和理论特性未能达到一致，实验上也未能制备出功能较好的器件。在20世纪70年代里，异质结的生长工艺技术取得了十分巨大的进展。液相外延(LPE)、气相外延(VPE)、金属有机化学气相淀积(MO-CVD)和分子束外延(MBE)等先进的材料生长方法相继出现，使异质结的发展逐渐趋于完善。分子束外延技术不仅能生长出很完整的异质结界面，而且对异质结的组分、掺杂、各层厚度都能在原子量级的范围内进行精确控制。 工艺技术的进步促进了对异质结进一步深入研究，对异质结的宏观性质，如pn结特性、载流子输运过程、光电特性、能带图、结构缺陷、复合和发光等方面的问题，有了更细致的了解。这对异质结器件的原理和设计都有指导作用。在异质结器件方面，首先在异质结半导体激光器上取得了突破性进展。异质结的禁带宽度之差造成了势垒对注入载流子的限制作用和高注入比特性，都有助于实现粒子数反转分布。两种材料折射率的不同，有助于实现光波导，以减少光在谐振腔以外的损失，因而异质结激光器能在室温下实现连续工作。 1968年江崎和朱兆祥提出了超晶格的思想，自此，对异质结超晶格的研究也逐步深化。目前，已有多种异质结对做成了超晶格结构，并对他们的电学、光学及输运特性进行了广泛的理论和实验研究。近几年，对异质

金属材料的强化方法

金属材料的强化方法 金属材料的强化途径，主要有以下几个方面； (1)结晶强化。结晶强化就是通过控制结晶条件，在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织，从而提高金属材料的性能。它包括： 1)细化晶粒。细化晶粒可以使金属组织中包含较多的晶界，由于晶界具有阻碍滑移变形作用，因而可使金属料得到强化。同时也改善了韧性，这是其它强化机制不可能做到的。 2)提纯强化。在浇注过程中，把液态金属充分地提纯，尽量减少夹杂物，能显著提高固态金属的性能。夹杂物对金属材料的性能有很大的影响。在损坏的构件中，常可发现有大量的夹杂物。采用真空冶炼等方法，可以获得高纯度的金属材料。 (2)形变强化。金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。这是由于材料在塑性变形后位错运动的阻力增加所致。 (3)固溶强化．通过合金化（加入合金元素）组成固溶体，使金属材料得到强化称为固溶强化。 (4)相变强化。含金化的金属材料，通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构．使金属材料得到强化，称为相变强化。相变强化可以分为两类： 1)沉淀强化（或称弥散强化）。在金属材料中能形成稳定化合物的合金元素，在一定条件下，使之生成的第二相化合物从固溶体中沉淀析出，弥散地分布在组织中，从而有效地提高材料的强度，通常析出的合金化合物是碳化物相。在低合金钢（低合金结构钢和低合金热强钢）中，沉淀相主要是各种碳化物，大致可分为三类。一是立方晶系，如TiC、V4C3．NbC 等，二是六方晶系，如M02、W2C、wc等，三是正菱形，如Fe3C。对低合金热强钢高温强化最有效的是体心立方晶系的碳化物。 2）马氏体强化。金属材料经过淬火和随后同火的热处理工艺后，可获得马氏体组织，使材料强化。但是，马氏体强化只能适用于在不太高的温度下工作的元件，工作于高温条件下的元件不能采用这种强化方法。 (5)晶界强化。晶界部位的自由能较高，而且存在着大量的缺陷和空穴，在低温时，晶界阻碍了位错的运动，因而晶界强度高于晶粒本身：世在高温时，沿晶界的扩散速度比晶内扩敞速度大得多，晶界强度显著降低。因此强化品界对提高钢的热强性是很有效的。硼对晶界的强化作用，足由于硼偏集于晶界上，使晶界区域的品格缺位和空穴减少，晶界自由能降低；B还减缓了合金元素沿晶界的扩放过程；硼能使沿晶界的析出物降低，改善了晶界状态，加入微量硼、锆或硼+锆能延迟晶界上的裂纹形成过程；此外，它们还有利于碳化物相的稳定。 (6)综合强化。在实际生产上，强化金属材料大都是同时采用几种强化方法的综合强化，以充分发挥强化能力。例如： 1)固溶强化十形变强化，常用于固溶体系合金的强化。 2)结晶强化+沉淀强化，用于铸件强化。 3)马氏体强化+表面形变强化。对一些承受疲劳裁荷的构件，常存调质处理后再进行喷丸或滚压处理。 4)固溶强化+沉淀强化。对于高温承压元件常采用这种方法，以提高材料的高温性能。有时还采用硼的强化晶界作用．进一步提高材料的高温强度。

聚合物太阳能电池综述

文献综述聚合物太阳能电池 一、前言 能源问题和环境问题一直是人类关注的重点。第一次工业革命以来，随着煤、石油等化石燃料的大规模应用，环境问题也日趋严重。在不可再生的化石燃料逐渐减少的今天，寻找更清洁环保的能源已是迫在眉睫。 太阳能以其清洁环保、储量丰富的特点可以很好地解决这些问题，而太阳能电池的研发与应用是关键的一点。无机太阳能电池经过几十年的发展已经很成熟了，能量转换效率大约达到了10% ~ 20%。然而，无机半导体电池也存在着一些缺点，比如：制备成本较高、制备能耗较大、工艺复杂[1]。 近年来，有机聚合物太阳能电池（PSC）开始受到关注，它具有很多优点：提高光谱吸收能力的途径有很多，提高物质载流子的传输能力并扩展光谱的吸收范围；容易加工，成膜性好；物理改性比较容易；工艺简单。这也说明了有机聚合物太阳能电池拥有光明的应用前景和发展空间。 二、聚合物太阳能电池简介 共轭聚合物太阳能电池是一种新型有机薄膜太阳能电池，它由共轭聚合物给体和富勒烯衍生物受体的共混薄膜活性层夹在ITO 透明导电玻璃正极和低功函数金属负极之间所组成。下图图1-1是聚合物电池的结构示意图[2]。ITO（氧化铟锡）作为电池的透光正极，金属Al、Ca等其他金属作为电池负极，正极和负极之间有一层共混膜，厚度约100-200nm，是由给体和受体材料组成的活性层。聚合物PEDOT:PSS是一层修饰层，厚度约50nm，可以改善ITO电极的功涵和界面性质。

当光透过ITO电极照射到聚合物活性层上时，活性层中的给体材料吸收光子产生激子。激子随后迁移到聚合物受体/给体的界面上，其中的电子就转移到受体材料的LUMO能级上，空穴则在给体材料的HOMO能级上，光生电荷实现分离。 在电池势场作用下，被分离的空穴会沿着共聚物给体形成的通道传输到正极，而电子沿着受体传输至负极。空穴和电子分别传达到正极和负极后，就形 成了光电流和光电压，这就是聚合物太阳能电池所产生的光生伏打效应。大体 的光伏过程为：1．光的吸收；2．产生激子；3．激子发生迁移；4．激子的解离；5．载流子分开、迁移及收集。 三、窄带隙共轭聚合物 如何提高其光电转换率是目前研究的关键课题。制备窄带隙聚合物是解决转换效率低的一种方法。聚合物能带隙就是聚合物中HOMO能级与LUMO能级的能级差。一般来讲，窄带隙聚合物的能带隙小于 2.0eV，它可以吸收的光的波长大于等于620nm。 研究发现，D-A型窄带隙共轭聚合物能够有效提高能量转换效率，这种聚合物由给体单元（D）和受体单元（A）组成。改变其给体和受体单元，可以改变它的HOMO 和LUMO能级，以降低带隙，提高光电性能。D-A共聚物中因给体单元 和受体单元的推拉电子作用，使得聚合物的带隙变窄，从而极大地拓宽了聚合 物的吸收光谱。并且人们可以通过将不同的给体单元与不同的受体单元进行排 列组合，可以在较大的范围内精细地调控聚合物的吸收光谱[3]。 四、D-A共聚物设计要求 影响电池的能量转换效率（PCE）的因素有很多，比如光吸收区的吸收强度、电荷迁移速度、能带隙宽度和活性层的形貌特征等。 1.光吸收：在聚合物太阳能电池的激活区域，要有较强的光吸收。聚合物给体的带隙一般比较大，吸收光谱和太阳辐射光谱并不能较好匹配。我们需要聚合物在可见- 近红外区有宽的、强的吸收，这是提高PCE的重点。在设计聚合物的过程中，在支链上添加基团可以提高光子的吸收，共轭支链上添加上助色团，推、拉电子的基团，促使吸收向可见-近红外区偏移[4]。

零件机械加工方法综述

一、名词解释 1.车削加工 是在车床上主要对回转面进行加工的方法。 2.刨削加工 是以单刃刀具相对于工件做直线往复运动，工件作间隙性移动进给的切削加工方法。 3.无心内圆磨削（p6） 是在无心内圆磨床上进行的内圆磨削。 4.行星式内圆磨削（p7） 工件不动，砂轮除高速旋转外，砂轮轴还围绕着固定中心作旋转运动以实现圆周进给。 5.仿形加工（p8） 是以预先制成的靠模为依据，加工时在一定压力作用下，触头与靠模工作表面紧密接触，并沿其表面移动，通过仿形机构，使刀具作同步仿形动作，从而在零件毛坯上加工出与靠模相同型面的零件。 6.电液式仿形 是以电传感器来传递仿形信号，利用液压力作为动力进行仿形加工的。 7.雕刻加工（p15） 是对零件、模具型腔表面或型面上的图案花纹、文字和数字进行加工。属于机械仿形加工。通过缩放尺进行仿形的。一般用单刃刻刀。 8.坐标镗床加工（p17） 是在坐标镗床上，利用精密坐标测量装置，对零件的孔及孔系进行高精度切削加工。 9.坐标磨床加工（p21） 利用准确的坐标定位完成孔的精密加工。主要有三个运动，砂轮的自转，主轴的公转以及主轴的上下往复运动。 10.成形磨削（p23） 成形表面精加工的一种方法，在磨削中常见的成形表面多为直母线成形表面，如样板、凸模、凹模拼块。就是把复杂的成形表面分解成若干个平面、圆柱面等简单形状，然后分段磨削，并使其连接光滑，圆整，达到图样要求。 11.成形砂轮磨削法（p24） 利用砂轮修整工具将砂轮修整成与工件型面完全吻合的相反型面，然后用此砂轮磨削工件，获得所需要的形状。 12.夹具磨削法（p24） 将工件按一定的条件装夹在专用的夹具上，在加工过程中通过调整夹具的位置，改变工件的加工位置，从而获得所需的形状。 13.万能夹具（p30） 是成形磨床的主要部件，也是平面磨床使用的成形磨削夹具。主要由工件装夹部分、回转部分、十字滑块和分度部分组成。 14.仿形刨削（p14） 在仿形刨床上进行，又称刨模机，冲头刨床，用于加工由直线和圆弧组成的各种形状复杂的零件或凸模。 二、简答题 1.简述复杂型腔的铣削加工方法。（P5）

常用机械加工英语

. .第1章切削加工基础知识 1.1切削加工概述 切削cutting; 加工machining; 金属切削metal cutting (metal removal);金属切削工艺metal-removal process; 金属工艺学technology of metals; 机器制造machine-building; 机械加工machining; 冷加工cold machining； 热加工hot working; 工件workpiece; 切屑chip; 常见的加工方法universal machining method; 钻削drilling; 镗削boring; 车削turning； 磨削grinding; 铣削milling; 刨削planning; 插削slotting; 锉filing ; 划线lineation; 錾切carving; 锯sawing; 刮削facing; 钻孔boring; 攻丝tap; 1.2零件表面构成及成形方法 变形力deforming force; 变形deformation;几何形状geometrical; 尺寸dimension; 精度precision; 表面光洁度surface finish; 共轭曲线conjugate curve; 范成法generation method; 轴shaft; 1.3机床的切削运动及切削要素 主运动main movement; 主运动方向direction of main movement; 进给方向direction of feed; 进给运动feed movement; 合成进给运动resultant movement of feed; 合成切削运动resultant movement of cutting; 合成切削运动方向direction of resultant movement of cutting ; 切削速度cutting speed; 传动drive/transmission; 切削用量cutting parameters; 切削速度cutting speed; 切削深度depth of cut; 进给速度feed force; 切削功率cutting power; 1.4金属切削刀具 合金工具钢alloy tool steel; 高速钢high-speed steel; 硬质合金hard alloy; 易加工ease of manufacturing ; 切削刀具cutting tool;