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N型调控在二维钙钛矿中间层中的应用,以实现高效的钙钛矿-硅串联太阳能电池
李瑞林|张道勇|魏继尧|李彪|辛海蒙|杭鹏杰|倪正义|杨德仁|余学功中国浙江省杭州市浙江大学材料科学与工程学院硅与先进半导体材料国家重点实验室摘要在倒置太阳能电池中,钙钛矿/C60界面处的界面缺陷和电荷提取不平衡会导致非辐射复合,从而限制其光电转换效率(PCE)。虽然二维(2D)钙钛矿钝化层可以减轻表面缺陷,但其固有的量子限制和较差的导电性阻碍了载流子的传输和能带对齐。在这里,我们提出了一种在2D钙钛矿中间层中进行n型掺杂的策略,以同时抑制缺陷并优化界面能量。通过将三氯化锑(SbCl3)掺入基于苯乙基铵碘化物(PEAI)的2D钙钛矿中,我们实现了2D钝化层的n型掺杂,显著提高了其电子密度,并建
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通过增强晶格相互作用来均匀化应变,能够实现高效且稳定的四端钙钛矿/硅串联太阳能电池
在近年来的太阳能电池研究中,钙钛矿材料因其优异的光电性能而备受关注,特别是在单结结构中,钙钛矿太阳能电池的功率转换效率(PCE)已突破27%。然而,这些高性能的钙钛矿电池仍然面临一个重要的挑战——其效率和稳定性受到“肖克利-奎塞尔”(Shockley-Queisser,S-Q)极限的限制。S-Q极限指的是单结太阳能电池在热力学平衡下所能达到的理论最大效率,通常在33%左右。为了突破这一限制,研究人员开始探索钙钛矿与晶体硅(c-Si)电池的叠层结构,通过将两种材料的优势结合起来,实现更高的整体效率。其中,宽禁带(WBG)钙钛矿与c-Si电池的组合成为研究热点,因为宽禁带钙钛矿具有更短的光吸收波长
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有机热电材料中塞贝克系数的一个普遍存在的软上限
在有机热电材料领域,如何在电导率(σ)和Seebeck系数(S)之间取得平衡,一直是研究的核心挑战之一。这一平衡关系直接决定了材料的功率因子(PF),即PF = σ × S²,而功率因子是评估热电性能的关键指标。为了提高PF,通常需要优化σ和S之间的关系,但两者往往呈现出负相关性,即随着σ的增加,S会下降。这种现象限制了有机热电材料在高效率方面的提升。然而,最近的研究发现,当σ和S都归一化到PF最大值时,它们之间存在一种普遍的S-σ关系曲线,这表明在某些条件下,这种平衡关系并非绝对,而是具有一定的上限。研究团队通过比较不同聚合物在不同掺杂水平下的实验数据,发现当σ和S归一化到PF最大值时,它们
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黄土高原坡地弃耕对径流和土壤侵蚀的影响:八年监测数据的启示
本研究聚焦于黄土高原地区,通过长期的连续观测,深入探讨了自然撂荒对坡地径流和土壤侵蚀的影响。黄土高原作为全球土壤侵蚀最为严重的区域之一,其生态环境和农业生产长期受到土壤侵蚀的威胁。为了解决这一问题,中国政府自1999年起实施了“退耕还林还草”政策,其中自然撂荒作为一种重要的植被恢复策略,被广泛应用于坡地管理。然而,自然撂荒对径流和土壤侵蚀的动态变化机制尚未完全明确,尤其是在不同坡度条件下的表现差异。因此,本研究选取了六个不同坡度(5°–30°)的径流观测小区,进行了为期八年的连续监测,旨在揭示自然撂荒对土壤侵蚀的长期影响,以及其与植被恢复和土壤性质变化之间的相互作用。研究结果表明,随着撂荒时间
来源:International Soil and Water Conservation Research
时间:2025-09-30
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综述:5-α还原酶抑制剂对PI-RADS评分和前列腺癌检测的影响:一项系统评价和荟萃分析
摘要 背景 本文回顾并分析了5-α还原酶抑制剂(5-ARIs)对前列腺影像报告和数据系统(PI-RADS)肿瘤分类以及前列腺癌(PCa)检测的影响。 方法 通过评估已发表的研究,对5-ARIs对PI-RADS病变和PCa检测的影响进行了全面的系统评价和荟萃分析。相关研究的
来源:PROSTATE
时间:2025-09-30
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体重减轻与BMI对患有转移性去势抵抗性前列腺癌的退伍军人的PSA水平及总体生存率的影响
摘要 背景 体重与前列腺癌患者的生存率之间存在复杂的关系。虽然较高的体质指数(BMI)与前列腺癌的发病率和死亡率增加有关,但肥胖在转移性去雄激素抵抗性前列腺癌(mCRPC)患者中却与生存率的提高相关。然而,关于mCRPC治疗前体重变化对生存率的影响知之甚少。我们研究了BMI、治疗前的体重减轻情况、PSA水平以及mCRPC患者的总体生存率之间的关系。
来源:PROSTATE
时间:2025-09-30
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综述:用于太阳能制氢的二维纳米材料
2D纳米材料在太阳能制氢领域的应用研究正逐步成为解决全球能源危机和环境问题的重要方向。随着对可持续能源需求的不断增长,传统的化石燃料使用方式已经无法满足未来能源发展的需要,同时也加剧了温室气体排放和环境污染。相比之下,利用太阳能、水和光催化剂来生产氢气是一种零排放、高能量密度的清洁能源解决方案。氢气作为潜在的替代能源,其生产效率和稳定性成为当前研究的核心关注点。2D纳米材料因其独特的结构特性,如较大的比表面积、丰富的活性位点以及优异的光电性能,展现出在这一领域的巨大潜力。本研究旨在全面总结2D纳米材料在太阳能制氢过程中的关键作用,并系统分析其在光电催化和光电器件催化(PEC)两种方法中的性能表
来源:Advanced Energy and Sustainability Research
时间:2025-09-30
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粘合剂在缓解100平方厘米膜电极组件二氧化碳电解槽中盐沉积中的作用
在当前全球碳排放问题日益严峻的背景下,寻找一种能够有效减少二氧化碳(CO₂)排放并将其转化为高价值化学品的技术,成为能源与环境科学领域的重要研究方向。电化学还原CO₂(CO₂R)作为一种有前景的方法,不仅能实现碳捕获与利用(CCU)的目标,还能通过电能驱动的方式生产如一氧化碳(CO)、甲酸、乙醇等产物。近年来,该技术在实验室阶段取得了显著进展,尤其是在提升反应选择性和效率方面。然而,将其推广至工业应用仍面临诸多挑战,其中盐沉淀问题尤为突出,成为制约电化学CO₂R电解槽长期稳定运行的关键障碍。### 技术背景与挑战在电化学CO₂R过程中,采用膜电极组件(MEA)电解槽,并结合阴离子交换膜(AEM
来源:Advanced Energy and Sustainability Research
时间:2025-09-30
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利用纳秒脉冲紫外激光后处理对高熵合金纳米颗粒进行表面活化,以提高水分解效率和燃料电池性能
近年来,随着对可持续能源需求的增加,催化剂在电化学反应中的作用愈发重要。特别是,在绿色氢气生产和燃料电池应用中,催化剂的性能直接影响能量转换效率。为了提高这些反应的效率,研究人员探索了多种方法,其中一种新兴的策略是利用脉冲激光技术进行催化剂的后处理。该技术通过在液体中对催化剂分散体施加脉冲激光,以单脉冲精度引入阳离子或点缺陷,并调控表面性质。尽管这种方法已广泛应用于氧化物催化剂,但其在金属或合金催化剂中的应用仍处于探索阶段。本研究聚焦于一种高熵合金(High-Entropy Alloy, HEA)纳米颗粒,即Pd30Ru30Pt10Ir10Rh20,其理论模型表明该合金可能在酸性介质中表现出优
来源:Advanced Energy and Sustainability Research
时间:2025-09-30
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MWCNTs改性的环氧复合材料,采用 kapok 纤维增强:用于汽车应用的力学与振动性能研究
摘要 本研究探讨了填充有多壁碳纳米管(MWCNT)的环氧复合材料在加入木棉纤维(KF)增强后的机械性能和振动特性,以评估其在汽车领域的应用潜力。环氧基体通过改变MWCNT的添加量(重量百分比分别为0%、0.1%、0.3%、0.5%和0.7%)进行改性,并通过添加KF进行增强。实验结果表明,当MWCNT的添加量为0.5%时,该复合材料的抗拉强度提高了73%,抗拉模量提高了159%。对受拉伸载荷的复合材料试样的断裂表面分析显示,MWCNT减少了微孔数量、裂纹扩展以及层离现象,从而使结构更加致密和坚固。采用冲击锤(Brüel & Kjæ
来源:Polymer Composites
时间:2025-09-30
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将两种PEG衍生物通过辐射接枝到PET上:针对生物医学应用的比较研究
本研究探讨了一种利用伽马辐射对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行功能化处理的新方法,用于生物医学应用。传统的化学方法虽然广泛应用于PET的改性,但存在反应步骤复杂、时间较长以及使用有毒试剂等缺点,可能会影响材料的生物相容性。相比之下,辐射技术具有操作简便、效率高以及在聚合物表面实现可控均匀改性的优势,同时无需使用化学引发剂或催化剂,且反应可在常温下进行,无论是在均相还是非均相体系中。因此,研究者采用辐射技术对PET进行改性,通过接枝聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯(PEGMEMA)和二乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯(DEGMEMA),以探索其在生物医学材料中的应用潜力。PET作为一种常见的热塑性聚酯材料,
来源:Macromolecular Materials and Engineering
时间:2025-09-30
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综述:钴胺素依赖的芳基甲基醚O-脱甲基酶:从木质素转化到有机合成,这些酶在生物催化应用中展现出巨大潜力
近年来,生物催化在有机合成和生物转化领域展现出巨大的潜力,尤其是在处理复杂的芳香化合物方面。Cobalamin(维生素B12)依赖的芳基甲醚O-脱甲基酶系统是其中一类具有重要应用价值的酶。这类多组分酶系统能够将芳基甲醚中的甲基转移到不同的甲基受体上,从而实现对这些化合物的脱甲基化反应。这种反应在化学上具有挑战性,因为芳基甲醚键具有较高的化学稳定性,通常需要强路易斯酸催化剂,如三溴化硼等,才能实现有效裂解。然而,酶催化的O-脱甲基化反应则在温和条件下表现出优异的区域选择性和立体选择性,这使其在生物催化领域成为一种极具吸引力的工具。O-脱甲基酶系统主要由三个蛋白质组分组成:甲基转移酶1(MTI)、
来源:ChemCatChem
时间:2025-09-30
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利用基于细菌纳米纤维素纸的试纸进行镍离子的比色检测
细菌纳米纤维素(BNC)因其独特的物理化学性质,被广泛认为是一种极具潜力的可持续材料,用于开发环境监测领域的新型光学(生物)传感器。BNC具备光学透明性、高孔隙率和较大的比表面积,这些特性使其成为构建高效、低成本、可重复使用的传感器的理想基底。相比于传统的纸质传感器,BNC在染料固定和颜色响应均匀性方面具有明显优势,能够有效避免纸质传感器常见的染料固定不充分或颜色响应不一致的问题。本文介绍了一种基于BNC的简单、经济且环保的比色试纸,用于检测Ni²⁺离子,并通过数字图像分析实现现场快速检测。该试纸的制造成本仅为每条约0.03美元,显示出其在实际应用中的可行性。BNC是由某些细菌如*Komaga
来源:Macromolecular Materials and Engineering
时间:2025-09-30
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识别与优化尖晶石氧化物几何构型以增强C-N偶联反应
摘要 通过电催化还原硝酸盐(NO3−)和二氧化碳(CO2)来合成尿素,为减轻硝酸盐污染和降低能源需求提供了一种环保的解决方案。研究催化剂的几何结构和电子结构对于阐明反应机制以及设计高性能催化剂至关重要。本文系统地研究了基于钴(Co)的尖晶石氧化物中钴原子(Co)的几何构型对C−N偶联反应的影响。结果表明,C−N偶联更可能发生在八面体钴(CoOh)位点上,而不是四面体钴(CoTd)位点上;尖晶石结构中的CoOh位点有利于电子和离子的传输。利用CoOh与CoTd位点之间的协同效应,Co3O4实现了最高的法拉第效率和尿素产率。同时,同位
来源:ChemCatChem
时间:2025-09-30
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探究金属掺杂与孔隙结构优化对模板化聚(庚嗪亚胺)过氧化氢生产效率的影响
氢气过氧化物(H₂O₂)是一种多功能化学物质,广泛应用于能源存储、消毒、有机合成等多个领域。随着全球对可持续能源和环保技术需求的不断增长,H₂O₂作为一种理想的氧化剂,因其分解产物仅为水和氧气,不会造成二次污染,因此成为研究的重点。然而,传统的H₂O₂工业生产方式依赖于高能耗的蒽醌自氧化工艺,不仅效率较低,而且对环境产生较大的负担。近年来,基于光驱动的氧还原反应(ORR)使用有机聚合物作为催化剂,被认为是实现H₂O₂绿色、可持续生产的有效策略。这种方法能够将太阳能直接转化为化学能,从而为H₂O₂的生产提供了一种全新的思路。在众多可能的催化剂中,碳氮化合物(CNₓ)因其丰富的来源、易于合成以及对
来源:ChemCatChem
时间:2025-09-30
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基于二苯基-N-咔唑基膦的钌(II)对-cymene配合物在氢原子转移反应中的催化活性
摘要 由于基于膦的过渡金属配合物对空气敏感,在低催化剂负载量和较温和的条件下进行氢转移(HB)反应存在挑战。为了解决这个问题,从二苯基-N-咔唑基膦(PPh2Cbz)和[Ru(p-cymene)(μ-Cl)Cl]2合成了一个耐空气的Ru(II)配合物[(p-cymene)RuCl2(PPh2Cbz)](Ru-PCbz)(Cbz = N-咔唑基),并使用多种光谱和分析技术对其进行了表征。该配合物的分子结构通过单晶X射线衍射分析确定。催化研究表明,Ru-PCbz在酮的转移氢化、仲醇的脱氢以及苯胺的N-甲基化反应中表现出多样性和高效性。
来源:ChemCatChem
时间:2025-09-30
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基于微动力学建模的见解:水-气变换催化作用——揭示活性过渡金属基双金属合金的机理
摘要 在持续的能源危机中,对环保燃料的需求激增。氢(H2)是一种清洁能源,具有成为未来燃料的巨大潜力。它可以通过水-气转换(WGS)反应生成。目前,用于WGS反应的催化剂存在一些局限性——热烧结、一氧化碳(CO)中毒以及不适用于小规模操作。为了克服这些障碍,开发了一个微动力学模型(MKM),以识别出最活跃的过渡金属催化剂和双金属合金催化剂。该模型基于过渡金属催化剂的(211)台阶位点构建,使用碳和氧的结合能作为描述参数。在573 K和10 bar的反应条件下,初始转化率为10%时,铜(Cu)表现出最高的转化速率,为10−4 s−1
来源:Canadian Journal of Chemical Engineering
时间:2025-09-30
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直接激光写入3D碳点阵列用于轨道角动量全息加密
摘要 信息安全在现代社会中至关重要,因此产生了许多加密策略来保护数据免受窃取和破解。其中,光加密是一种出色的选择,因为它具有独特的优点,如高速并行处理、低功耗和丰富的自由度。尽管纳米光子器件的最新进展促进了光加密技术的发展,但由于缺乏合适的3D纳米光子器件,实现高安全性和高容量的全光3D图像加密仍然是一个持续的挑战。本文通过直接激光写入(DLW)技术在固态聚合物材料中构建了一个集成3D碳点(CD)阵列,并展示了其对多个轨道角动量(OAM)光束的并行操控和选择性传输特性。利用碳点的光致发光特性以及理论上无限的可调控OAM光束的螺旋模
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-09-30
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宽角共形主动超表面用于动态波束转向和轨道角动量生成
摘要 超表面长期以来一直受到研究人员的关注,并由于其在操控电磁(EM)波方面的卓越能力而开发出了众多引人注目的应用。新兴的可编程超表面提供了一个实时可重构的平台,可以动态实现定制功能。然而,传统的被动超表面在制造完成后缺乏动态调节能力,而现有的基于超表面的隐身设计主要依赖于平面超表面,这严重限制了它们在曲面平台上的应用。在这项工作中,提出了一种创新的策略,通过将3D打印的曲面基底与电压可编程的2位相位编码技术相结合,实现了共形主动超表面(CAM)。该设计能够在雷达截面积(RCS)增强和涡旋波生成方面实现双重功能的可调电磁波特性:在
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-09-30
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通过非图案化介质晶圆的共振相互作用增强实现超宽带、高速以及微弱的太赫兹指纹检测
摘要 增强光与物质之间的相互作用,尤其是在太赫兹波段,对于实现超宽带微量分子指纹检测至关重要。本文提出了一种高效方案,该方案利用多个间距相等、强度均匀的法布里-珀罗(Fabry–Pérot)模式,实现了分子指纹的共振相互作用增强,从而具备极高的精确度和灵活性。该技术在整个光谱范围内构建了均匀的共振探针,通过频率选择性的振幅衰减来揭示分子耦合效应,能够对L-酪氨酸进行定性和定量检测,其检测限达到0.11 µg mm−2。这是首次实现具有超宽带和高效率特性的太赫兹微量指纹定量检测的实验成果。重要的是,该技术能够利用小波去噪算法直接从传
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-09-30