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基于PMMA的固体聚合物电解质:CH3COOLi盐浓度对光学与电导率研究的影响
摘要: 采用溶液浇铸法制备了基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和醋酸锂(CH3COOLi)且具有不同重量比(PMMA:CH3COOLi wt%为60:40、70:30、80:20)的新型固体聚合物电解质(SPE)薄膜。X射线衍射分析证实Li-PMMA SPE薄膜具有非晶特性。红外光谱分析揭示了聚合物与锂盐络合后的结构变化。通过光学吸收研究发现,PMMA:CH3COOLi(60:40 wt%)组合物的最低能带隙值为3.06 eV。交流阻抗测试表明,在303 K时,PMMA:CH3COOLi(60:40 wt%)SPE薄膜的离子电导率最高达到8.21×10?? S/cm,优于文献报道值。这种具有高离子电导率的Li-PMMA SPE薄膜有望成为固态电池应用的有前途材料。
关键词: 带隙、离子电导率、介电测量、锂-聚甲基丙烯酸甲酯固体聚合物电解质(Li–PMMA SPE)
更新于2025-09-23 15:23:52
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2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶对染料敏化太阳能电池用PVDF/KI/I2基固体聚合物电解质的影响
摘要: 在本研究中,我们探究了2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶对染料敏化太阳能电池(DSSC)中聚偏氟乙烯/碘化钾/碘(PVDF/KI/I2)体系的影响。通过溶液浇铸法制备了不同重量比(0%、10%、20%、30%、40%和50%)的2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶掺杂PVDF/KI/I2基固态聚合物电解质(SPEs)。采用粉末X射线衍射(PXRD)分析、交流阻抗分析和扫描电子显微镜(SEM)分析对所制SPEs进行表征。PXRD测量证实了2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶掺杂PVDF/KI/I2基SPEs的结晶度,交流阻抗分析计算了其离子电导率。不同掺杂比例(0%、10%、20%、30%、40%和50%)SPEs的离子电导率值分别为5.50×10?? S cm?1、1.74×10?? S cm?1、4.91×10?? S cm?1、2.04×10?? S cm?1、1.58×10?? S cm?1和1.04×10?? S cm?1。离子电导率研究表明,20%掺杂比例的SPE具有最高离子电导率。SEM图像显示了SPEs的表面形貌。使用不同掺杂比例SPEs的DSSC功率转换效率(PCE)分别为1.4%、2.0%、2.5%、2.3%、1.9%和1.6%。结果表明,采用20%掺杂比例SPE的DSSC展现出最高的PCE。
关键词: 晶体性质、粉末X射线衍射、离子电导率、2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶、固体聚合物电解质
更新于2025-09-23 15:21:01
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"湿沙"电解质中添加AlOOH纳米纤维以增强染料敏化太阳能电池的离子电导率
摘要: 作为主要成分之一,无机纳米填料对"湿沙"电解质的性能具有重要影响。本研究首次将AlOOH纳米纤维引入离子液体电解质中,以增强电解质的机械性能和离子电导率。AlOOH纳米纤维具有高长径比及丰富的羟基等优良表面特性,有利于与离子液体阳离子相互作用,促进盐解离,并通过自组装形成稳定凝胶。此外,这种高长径比纳米纤维填料能构建离子传导网络通道和更长程的连续离子传输路径。通过多种技术系统研究了AlOOH纳米纤维的添加对"湿沙"电解质离子电导率提升及染料敏化太阳能电池(DSSCs)性能改善的作用。结果表明,"湿沙"电解质在室温下的最高离子电导率达到3.69 mS cm?1,是原始离子液体电解质的4倍。AlOOH纳米纤维的有效固化显著提升了体系稳定性。含AlOOH纳米纤维的"湿沙"电解质通过加速电荷传输、减少电子复合及提高电荷收集效率,显著改善器件性能。采用该电解质的DSSC实现了7.89%的高光电转换效率,较参比器件提升29%。
关键词: 纳米纤维、染料敏化太阳能电池、离子液体、“湿沙”电解质、离子电导率
更新于2025-09-23 15:19:57
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电荷传输层对卤化物钙钛矿太阳能电池中测得电容的影响
摘要: 我们证明,由于空穴传输材料的影响,基于电容的技术无法可靠地分析钙钛矿层或其界面缺陷的特性。对于无空穴传输层的钙钛矿太阳能电池,高频电容可视为几何电容用于计算钙钛矿层的介电常数。我们进一步表明,低频电容特征可用于计算钙钛矿层离子电导率的活化能。
关键词: 卤化物钙钛矿太阳能电池、介电常数、空穴传输层、基于电容的技术、离子电导率
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于咪唑的聚合物共混电解质对染料敏化太阳能电池在能量采集窗玻璃应用中的影响
摘要: 对染料敏化太阳能电池(DSSC)领域中聚合物电解质的研究有助于推动可再生能源应用的创新。本研究制备了咪唑对聚偏氟乙烯(PVDF)-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)-碳酸乙烯酯(EC)-碘化钾(KI)-碘(I2)聚合物混合电解质的影响。通过溶液浇铸法制备了不同咪唑重量百分比的聚合物混合电解质。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、紫外-可见光谱、光致发光光谱和阻抗谱对制备的薄膜进行表征。利用原子力显微镜(AFM)分析了薄膜的表面粗糙度形貌。通过阻抗测量得出优化后的聚合物混合电解质在室温下的离子电导率为1.95×10-3 S cm-1。含40 wt%咪唑的聚合物电解质在100 mWcm-2光照下表现出最高的光电转换效率3.04%。此外,该DSSC器件的稳定性也得到显著提升。
关键词: 聚合物共混电解质,咪唑,染料敏化太阳能电池,表面粗糙度,离子电导率
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于寡噻吩的共轭液晶的自组装行为及其对离子导电特性的启示
摘要: 本研究通过实验与计算相结合的方法,探究了一种新型共轭液晶四噻吩/聚氧化乙烯(PEO4)的合成、自组装及离子传导特性——该材料在四噻吩核两端修饰有四乙二醇单甲醚末端基团。分子动力学模拟结果与温度依赖的掠入射广角X射线散射及X射线衍射数据一致表明:该分子在常温和块体/薄膜构型中均能自发形成近晶相。值得注意的是,当与双(三氟甲磺酰)亚胺锂盐(离子源)以r=[Li+]/[EO]=0.05的浓度比混合时,该近晶相仍能稳定保持。寡聚噻吩与PEO链段的纳米相分离及噻吩环的π-π堆叠作用,共同构建出高效的二维离子传输通道,使得薄膜面内离子电导率在70°C、r=0.05条件下通过电化学阻抗谱测得高达5.2×10?? S cm?1。当样品加热至约95°C的转变温度以上时,体系形成各向同性相并伴随离子电导率的显著下降;冷却后导电近晶畴的部分局部重排导致其离子电导率较铸膜态有所降低。
关键词: 低聚噻吩、自组装、液晶、离子电导率、π-π相互作用
更新于2025-09-10 09:29:36
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V2O5·GeO2玻璃相对AgI纳米层性能的影响
摘要: 通过X射线相分析和阻抗监测表明,对于纳米层状结构,软化的玻璃(V?O?·GeO?)能够从AgI晶格中获取印记,并在冷却至低于Tg温度时保持该印记。
关键词: 纳米层、固体电解质、相变、界面相互作用、离子电导率
更新于2025-09-10 09:29:36
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LaxCe1?xO2?δ纳米晶体的功能特性及其块体陶瓷
摘要: 研究了LaxCe1?xO2?δ(x=0.05, 0.15)体系(包括纳米颗粒和陶瓷)的结构-性能关联。通过共沉淀法合成了纳米颗粒,并对其结构、催化及可见光驱动光催化性能进行了表征。多种结构表征工具证实,所制备的LaxCe1?xO2?δ纳米粉体具有相纯度和优异的成分控制。15% La3+掺杂的氧化铈纳米颗粒展现出优越的光催化性能:在碱性介质中经60分钟可见光照射后,亚甲基蓝染料完全降解(99%)。烧结温度为1580°C、时间为2小时的陶瓷(致密度>96%)证实了合成粉体具有良好的烧结性能。由于La3+离子掺杂导致氧化铈基体中氧空位增加,LaxCe1?xO2?δ陶瓷的离子电导率随温度和频率升高而增大;其中15% La3+掺杂的氧化铈陶瓷在900°C、1MHz频率下获得最大电导率约8.4×10?2 S cm?1。
关键词: LaxCe1?xO2?δ纳米晶体、光催化性能、共沉淀法、离子电导率、块体陶瓷
更新于2025-09-10 09:29:36
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氧化钇稳定氧化锆中氧离子迁移的倾斜晶界:分子动力学研究见解
摘要: 我们提出了一种新方法,用于研究多晶氧化钇稳定氧化锆(YSZ)中Σ5(310)/[001]对称倾斜晶界与局部阳离子环境的共同作用对决定离子电导率的两大关键因素的影响:(一)O2?离子的局域跳跃速率;(二)YSZ结构中O2?离子-空位对的形成概率。通过分子动力学模拟中与O2?离子跳跃事件相关的等待时间分布,首次估算了这些量值随距晶界核心距离的变化情况。研究发现,晶界的存在确实会减少跳跃事件的发生,但其影响范围远超既往认知。最重要的是,O2?离子、邻近阳离子与晶界之间的相互作用导致了有别于单晶YSZ的独特跳跃行为。研究还分析了晶界附近O2?离子运动的各向异性。这些发现及本创新技术的应用,对完善固态电解质离子传导模型的开发具有重要指导意义。
关键词: 离子电导率、分子动力学、氧化钇稳定氧化锆、晶界
更新于2025-09-10 09:29:36
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NaPO3-WO3-NaF三元体系中的玻璃:制备、物理性能与结构研究
摘要: 通过熔融淬火法制备了组成为x WO3 - 30 NaPO3 - (70-x) NaF(30 ≤ x ≤ 70)的氟氧化物玻璃,并对其体相物理性质和离子电导率进行了表征。随着NaF含量增加,玻璃化转变温度Tg呈现系统性下降。阻抗测试表明NaF含量对室温电导率和活化能无明显影响。然而,随着WO3含量增加,阿伦尼乌斯指前因子显著降低,说明该系列玻璃的电导率受电子贡献的影响逐渐增强——这一贡献可能与光谱中检测到的W5+→W6+电子跃迁过程相关。拉曼散射及多核一维/二维固态核磁共振的详细谱学研究表明:NaF作为网络修饰体发挥作用,通过破坏W-O-W和W-O-P键形成W-F键(其中W-O-W键断裂占主导),这些过程导致的结构网络连接度降低解释了实验观测到的NaF含量增加时玻璃化转变温度下降的现象。
关键词: 钨玻璃、玻璃结构、离子电导率、磷酸盐玻璃、混合电导率
更新于2025-09-10 09:29:36