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连续太阳模拟器

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  • 选购LED光源太阳光模拟器你应该知道的3件事!
    随着可再生能源的快速发展,太阳能光伏产业正在蓬勃成长。为了测试太阳能电池的发电效率,需要使用太阳光模拟器进行室内模拟。LED光源由于具备节能、寿命长等优点,已成为太阳光模拟器的主流灯源之一。但在应用时,LED灯源也存在一些缺点和限制。本文将讨论LED太阳光模拟器在测试钙钛矿太阳能电池时的优劣分析。什么是LED?LED (Light Emitting Diode) 是一种二极管照明装置,它能把电能转换成光能。是由一个半导体材料制成的,当电流流过时可发出光。所发之光的颜色可以是红、黄、绿、蓝或白色,是根据不同的半导体材料而定。优点包括高效率、长寿命、节能省电、可调光、快速发亮,绿色环保。因此,LED已经广泛应用于各种照明、显示器和通信系统等领域。LED (Light Emitting Diode) 光源本身拥有许多优点,其中相当著名的特点如下:高效率:转换能效高,目前研发上可以转换85% 的电能为光能。寿命长:寿命非常长,在结温保持在25度的条件下,通常可以达到10,000 小时以上。节能省电:比传统灯具更省电,能减少80% 的能源消耗。可调光:LED 光源可以调节亮度,可以根据环境需求适当调整。快速发亮:点亮速度非常快,在开关时不需要等待时间。环保:LED 产品不含有毒物质,不会对环境造成危害。将LED作为太阳光模拟器灯源又有什么优点?根据LED灯源的特性,太阳光模拟器制造商通常会强调使用LED灯作为太阳光模拟器灯源有下列7点优势:色温可调:可以根据不同的需求,调整色温,用以模拟不同的日照情况。可控性高:可以根据不同的模拟需求,进行亮度和色温的调整。省电:耗电比传统的灯具灯源更低。环保:LED灯源不含有毒物质,对环境无害。寿命较长:LED光源的宣称寿命非常长,可以标榜可达10,000 小时以上,但前提是结温(Junction Temperature)恒定在25°C的条件下应用广泛:可用于各种植物照明、人工智能研究、光学研究、生物研究、摄影棚照明等领域可以模拟多种天气状态,如晴天,阴天等。但LED灯真的这么好吗?长效寿命的定义与迷思LED寿命是指在特定温度条件与特定电流条件下,维持发光亮度至少70%时间的时间。其计算方式是以发光二极管的发光亮度衰减到剩原始亮度的70%,所需经历的时间为作为衡量标准,然而测试实验通常用多个灯泡为一组的实验中进行,当同组平均一半以上数量的LED灯光亮度衰减到70%的时候,其平均时间就是该LED灯泡群体的平均寿命,但寿命长度实验通常是在特定安排的理想使用环境条件下所量测评估的,例如必须控制温度、电流、环境等。常见的控制条件有在结温(Junction Temperature) 25°C下,2 mA特定电流条件下,进行发光强度与时间的寿命监控等等。换言之,一旦使用的环境条件不符该LED灯在实验室量测标准条件,将会大幅影响寿命。用LED作为光伏用太阳模拟器灯源不好吗?实际缺点与潜在问题理论上,更高的驱动电流会增加光输出。但伴随而来的是会增加耗损功率且在最终造成光输出和效率的损失。此外,较高的温度也会导致LED 的正向电压降低,从而使恒流源的耗损功率更高。因此同样地,LED 的主波长、光输出和正向电压相互影响,如下方所列。 (参考资料: NEWARK )光输出与电参数和热参数之间的关系电、热、光,三种要素均会影响LED 的输出特性。图2.解释了光输出与电参数和热参数之间的关联。容易热衰竭的LED灯--光输出随温度升高而降低据文献指出,AlInGaP 四元LED 对热相当敏感,我们可以从实验中了解,白光 LED 的光通量要保持80%,其结温就必须保持在 100°C 以下。而在琥珀色的LED,输出光通量也明显随着结温的升高而急剧下降。上图为结温与光通量的关系。容易随着温度变脸的LED灯----主波长(颜色变化)随温度变化TJ 增加波长或颜色会偏移,LED的主波长取决于结温,我们可以在下列附表中看到依颜色划分的1瓦高亮度的典型值,表中可很明显发现,琥珀色是相当敏感的,因为它会移动 0.09nm/°C。所以我们假设室内照明的环境情境,室温范围为10 至 40 摄氏度,那么在 30 摄氏度的温度范围内,琥珀色的主波长偏移为2.7 纳米 (40 - 10 * 0.09)。场面越热,LED越Down----正向电压随温度降低使用LED的研究人员不能不知道,当温度升高时,VF 降低 2mV/°C,虽然 LED 串联连接时,因为它驱动恒流,所以VF 变化应该不是一个严重的问题。但是如果LED是并联,VF就会随着温度升高而下降,导致电流增加。随着电流增加,TJ 就随之继续增加,导致 VF 更进一步下降,不断交互影响,直至达到平衡。反之,随着低温 VF 增加,就导致电流下降,这可能使得在恒压操作LED灯的环境下难以获得所需的固定光度。热到不想动的LED----寿命随温度降低LED 的可靠性是结温的直接函数,较高的结温往往会缩短LED 的使用寿命。而IES LM-80-08 是一项标准,规范了LED 制造商和照明制造商如何测试LED 组件,用以确定其随时间推移变化的发光性能。而LED 的 L70 寿命就是定义了LED 输出流明在25°C条件下,从100% 降低到70% 所经历的时间(如下图)。LM-80-08 报告用于预测各种温度和驱动电流操作环境下的LED 流明维持率。下图解释了L70寿命与结温之间的关系。据观察,LED 寿命随着结温的升高而降低,在85°C下,LED 寿命均小于1200小时。(参考资料: MDPI)The attained total radiant flux maintenance results of the mid-power blue LEDs, sorted by case temperature and forward current.LM-80-08 报告:中功率蓝色 LED在各外壳温度与正向电流下的LED 流明维持率。(参考资料: MDPI)
  • 三永发布高准直太阳光模拟器新品
    日本SAN-EI公司推出高准直太阳光模拟器(高平行太阳光模拟器),准直度半角小于0.3度,实现了高准直性测试的各种要求。目前已被国内权威机构采购并使用。AM1.5G /AM0 太阳光光谱;准直接半角0.3度(可定制其他角度);不稳定性2% 均匀性可定制;照射距离可定制;照射角度和方向可定制;创新点:高准直稳态太阳光模拟器,准直度半角小于0.3度,实现了高准直性测试的各种要求。目前已被国内权威机构采购并使用。高准直太阳光模拟器
  • 海洋光学发布RaySphere系统用于太阳光模拟器的质量检测
    美国海洋光学(www.oceanopticschina.cn)近日推出一款 RaySphere 光学测量系统,用以测量太阳光模拟器和其他辐射源的绝对辐照度。RaySphere系统可测量从紫外线到近红外光谱(380-1700nm)的不同光谱范围的绝对辐照度(mW/cm2/nm)。下载高清晰图像:http://halmapr.com/oo/RaySphereRelease.jpg (图片说明:海洋光学 RaySphere 系统评估并判定太阳能闪光灯和太阳光模拟器的光谱分布是否合格)作为一种用于验证已安装的太阳能闪光灯输出的工具,RaySphere 特别适用于太阳光模拟器制造商以及研发实验室。太阳光模拟器的闪光可用于目的为根据光谱反应组合细胞像素的光电制造流程、以及目的为测量最终光电效能的光电制造流程。RaySphere 的系统具有必要的精确度和分辨率,以测量和分析闪光器的性能和稳定性,并通过高级的低频抖动方式触发电子设备为闪光测量计时。RaySphere 的刻度经过公认的认证实验室的确认,以确保精确的探测,并使太阳能闪光灯和太阳光模拟器的评估和资格认证符合由 ASTM 和 IEC(IEC60904-9 2007)等标准制定机构制定的标准。两台热电冷却探测器使太阳能闪光灯的光谱分析(380-1700nm)可复验性高且准确。第二种型号的 RayShere 含有一个冷却探测器,以测量最多 1100nm 的光谱。该系统同时包含高级、高速的电子设备,以及直观、强大的软件界面。极少的测量次数可实现在闪光期间,甚至于闪光间隔期间的完整光谱检测。此外,测量还可以由一个快速反应的发光二极管促发。该二极管可在百万分之一秒内通过增加闪光强度而做出反应。关于海洋光学(Ocean Optics)和豪迈(HALMA):总部位于美国佛罗里达州达尼丁市的海洋光学(www.OceanOpticsChina.cn)是世界领先的光传感和光谱技术解决方案提供商,为您提供测量和研究光与物质相互作用的先进技术。海洋光学在亚洲与欧洲设有分部,自1992年以来,在全球范围内共售出了超过150,000套光谱仪。海洋光学拥有庞大的产品线,包括光谱仪、化学传感器、计量仪器、光纤、薄膜和光学元件等等。洋光学的产品在医学和生物研究、环境监测、科学教育、娱乐照明及显示等领域应用广泛,公司隶属英国豪迈集团。创立于1894年的豪迈(HALMA www.halma.cn)是国际安全、健康及传感器技术方面的领军企业,伦敦证券交易所的上市公司,在全球拥有3700多名员工,约40家子公司。豪迈目前在上海、北京、广州、成都和沈阳设有代表处,并且已在中国开设多个工厂和生产基地。
  • 新品上市|涂料管道模拟方案---剪切应力模拟器
    剪切应力模拟器polyshear----模拟液体涂料和油漆的剪切效应在涂装车间或喷涂线上,涂料需从不同口径、不同排布的管道、减压器和泵中输送。此过程中会产生剪切力,这些剪切力可能会导致涂料的降解,变质,粘度和色彩的改变。通过使用德国orontec公司生产的polyshear剪切应力模拟器,可以判断某种涂料原料是否会在输送管道和搅拌中产生问题,降低风险。德国orontec公司制造的polyshear剪切应力模拟器可模拟合理测试时间中的剪切应力。包括与工业环境相关联的涂料管道。剪切应力模拟器polyshear仅使用确定的剪切力元件,装置体积小巧且有优秀的重复性。剪切应力模拟器polyshear客户剪切应力模拟器polyshear广泛运用在涂料,汽车油漆,以及工业喷涂线等领域,发挥出重要的作用。部分客户如下:polyshear剪切应力模拟器工作原理---泵跟剪切应力元件是剪切应力两个重要影响因素油漆在喷漆车间的管道中循环时,会在管道内的各种元件流动,在剪切力的作用下发生粘度和颜色改变,从而造成喷涂时的质量问题。使用剪切应力模拟器,可以重现这过程,为进料检验,产品优化提供快速有效的方法。☞ 泵以活塞泵为例,如下图所示,剪切应力总是发生在重要部位上(直径最小的位置),剪切率可以达到15000 1/s。以齿轮泵为例,如下图所示,剪切应力总是发生在重要部分上(齿轮口边缘),剪切率可以达到10000 1/s。☞ 剪切应力元件德国orontec的剪切应力模拟器中有个重要的剪切应力元件,可以模拟涂料在管道中受到的压力情况,如下图左所示,关闭剪切应力元件上的膜时引起的压力变化。压力的变化会改变流速,如下图右所示,剪切应力元件上膜关闭后,流速为0.12kg/s。剪切应力元件也可以很好的模拟涂料在管道中受到的剪切率,如下图所示,剪切应力元件可以达到大于10000 1/s的剪切率。涂料的颜色受到剪切应力的影响,如下图所示,在泵的作用下,涂料颗粒大小的分布发生了变化,因此模拟涂料在管道中受到的剪切应力,可以帮助客户对进料进行检验。剪切应力模拟器polyshear的基础模块由一个小机动柜组成,只需一个6条的压力线即可运行。喷涂材料充满小罐(1l)后,在泵的作用下通过剪切应力元件流动。其循环流动次数与涂装输送管道有良好的相关性,且相关性已被研究证明。在测试过程中或在测试后,都可以检测样品的粘性和颜色(使用液体涂料色浆测色系统lcm),由此可得出剪切应力与材料降解的相关性。与此同时,在基础模块上可额外添加额外的配件,例如有自动停功能的循环次数计数器、温度传感器。此外,还有另一型号可测试5升样品,此型号可装在手推车上并可以移到如喷涂机器人等装置上。剪切应力模拟器polyshear特点✔专为实验室研制,机动性强且占用空间小。✔涂料测试量仅为1l✔高重复性与与重现性✔与工业喷涂线有优秀的关联性(例如automotive oem paint shops)✔较短的循环周期✔模块化安装,基础模块可以通过更高级的在线测量传感器扩展✔可实现与模拟软件相结合✔可与lcm液体测色系统实现无缝联接✔德国fraunhofer ifam, bremen开发并获得专利剪切应力模拟器polyshear基础型号内部结构说明剪切应力模拟器polyshear基础型号技术参数材质不锈钢外壳和连接器用于测试观察和控制的玻璃窗尺寸长: 400 mm,宽: 660 mm,高: 640 mm重量约56kg压力锅体积约1 l最大压力输入6 bar最大材料压力21 bar泵比约3.5:1翁开尔是德国ORONTEC中国总代理,欢迎咨询剪切应力模拟器更多产品信息和技术应用
  • 国内首个自主研发的地球模拟器正式投入使用
    p  记者从中国航天科工集团二院207所获悉,首个国内自主研发的用于真空模拟系统中的多波段复合地球模拟器顺利完成交付验收试验,正式投入使用。/pp  207所专家表示,该地球模拟器是国内首个用于真空系统中的多波段复合地球模拟器,也是目前国内最大的地球模拟器,其主要作用是为真空测试环境提供地球背景环境模拟,通过多波段复合方式实现地球辐射特性的模拟。/pp  据介绍,该地球模拟器具有多波段模拟、快速升温、快速降温、精确控温、均匀性和稳定性良好、可长时间持续工作等优势,各项技术指标均处于国内领先水平。/pp  后续,地球模拟器研制团队将在现有地球模拟器的技术基础上,继续攻关,争取形成地球模拟器系列化产品,使地球模拟技术取得更大的发展。/p
  • 全国首个城市双碳模拟器在济南发布
    6月8日,第一届城市碳达峰碳中和高端战略研讨会暨济南双碳模拟器发布会召开,全国首个城市双碳模拟器——济南双碳模拟器正式发布。据介绍,济南双碳模拟器主要功能包括天空地碳监测多源数据的预处理、碳源汇动态模拟反演、减污降碳协同模拟等功能板块。模拟器的研发以济南市为应用目标,充分考虑了通用性和易移植性,可推广至各级行政区域、河流流域、不同规模的各种类型园区、不同行业或领域,服务各级政府、各行业部门等,使碳排放和碳汇监测、核算、预测预警、调度管理等实现数字化和智能化,实现数字双碳动态管理。目前,济南双碳模拟器的大气二氧化碳模拟和同化反演子模块已经顺利移植到国家超级计算济南中心服务器上并成功运行,开始为济南碳监测试点提供技术支持。城市双碳模拟器将对城市绿色低碳高质量发展提供重要数值模拟技术平台,能为政府碳排放动态调控和产业优化升级管理提供有力科学支撑,为我国众多城市实现碳达峰目标和碳中和愿景保驾护航。济南市科技局党组书记、局长陈西武介绍到,近年来,济南市紧紧围绕“双碳”工作目标,加快推动绿色低碳发展,成功申报国家碳监测评估试点城市,成为全国8个综合试点之一,率先开展了城市大气温室气体监测评估工作,为城市碳监测评估体系建设贡献了“济南案例”。中科院大气所在济南成立齐鲁中科碳中和研究院,为济南市聚集和培养了一批技术创新团队,为济南市碳排放监测和评估提供了技术支撑,特别是此次发布的济南双碳模拟器,必将推动相关绿色科技成果在济南落地转化,为济南市实现“双碳”目标奠定坚实基础。
  • MTS 发布新模拟器——地下设施和管道的守护者
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "全球知名高性能试验机和传感器供应商MTS系统公司于9月25日宣布,已开发出一种独特的土壤-结构相互作用模拟器,该模拟器可在地下基础设施的保护工作中发挥重要作用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "这一全新的系统将首先亮相于于英国伯明翰大学的新国家地下基础设施(NBIF)中,用以研究土壤位移和地面移动对地下设施、管道以及地下结构的影响。沉降和变形常使土壤发生位移,形成地下空洞和不稳定断裂区域,由此而产生的压力对埋在地下的管道施加了巨大的作用力,造成地下管道失效、泄漏和破裂的潜在风险,如果破裂的管道是天然气管道或石油管道,那很有可能将对人类、野生动物和财产带来极其严重的危害。运用MTS的这一新模拟系统,伯明翰大学大学将能够更好地研究复杂的土体变形过程及其对地下结构的影响。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "这个巨大的模拟系统有一个5× 10米的可移动地板,可以埋在地下5米深的设计复杂的坑内。可移动地板的运动依靠50个MTS DuraGlide制动器提供动力,额外的地面制动器将可以控制土壤的运动,并在尺度模型和全尺度试验中模拟灰岩坑等地面位移。据悉,伯明翰大学计划在未来利用这一革命性的新系统来改进管道检测和评估的地球物理遥感技术。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "MTS总裁兼CEO Jeffrey Graves博士接受采访时表示:“基础设施老化是一个全球性的问题,用MTS这一新模拟系统来开发的土壤稳定解决方案将对保护看不见的地下基础设施大有裨益,让建筑物和整个人类赖以生存的环境更加安全。”他告诉记者,这一模拟系统是MTS在众多应用领域成功经验的高度结晶。融合了汽车设计和构造、地震研究、航空航天多通道控制等各个维度的先进技术手段。伯明翰大学土木工程系主任 Nigel Cassidy教授补充说:“MTS在液压试验机等领域积累了大量专业知识和经验,我们很高兴能与他们合作,共建这一创新性的新设施。”/p
  • 中国首发城市双碳模拟器,助力城市绿色低碳高质量发展
    记者8日从中国科学院大气物理研究所(中科院大气所)获悉,由该所主办、济南市科学技术局协办的“城市碳达峰碳中和高端战略研讨会”当天下午在山东济南举行,中国首个城市双碳模拟器在会上发布,将对城市绿色低碳高质量发展提供重要数值模拟技术平台,为政府碳排放动态调控和产业优化升级管理提供有力科学支撑,为中国众多城市实现碳达峰目标和碳中和愿景做出贡献。中科院大气所主办“城市碳达峰碳中和高端战略研讨会”并发布首个城市双碳模拟器。 当天首发的城市双碳模拟器,是由齐鲁中科碳中和研究院研究团队,基于中科院大气所牵头建立的地球系统数值模拟国家大科学装置——地球模拟器“寰”(EarthLab),以及配套的国际先进水平的地球模型系统研制而成,充分考虑到城市双碳功能定位和需求,对复杂系统进行顶层构建和精细化设计。“寰”是中国首个具有自主知识产权的专用地球系统数值模拟装置,它以地球系统各圈层数值模拟软件系统为核心,实现软、硬件最佳适配,具有建构数字“孪生”地球系统的能力,其综合技术水平位于世界前列。最新发布的城市双碳模拟器被称为1.0版系统,其主要功能包括天空地碳监测多源数据的预处理、碳源汇动态模拟反演、减污降碳协同模拟、碳达峰碳中和预测和路径优化、城市风光资源评估与模拟预测、双碳与气候效应以及跨界碳输送模拟和预测等功能板块。该模拟器的研发以济南市为应用目标,充分考虑通用性和易移植性,可推广至各级行政区域、河流流域、不同规模的各种类型园区、不同行业或领域,通过提供碳达峰与碳中和进程、碳源汇时空变化、碳污动态协同演进、未来双碳情景预测、双碳全景可视化等,可服务各级政府、各个行业部门等,使碳排放和碳汇监测、核算、预测预警、调度管理等实现数字化和智能化,实现数字双碳动态管理。据了解,目前,济南版城市双碳模拟器的大气二氧化碳模拟和同化反演子模块,已经顺利移植到国家超级计算济南中心服务器上并成功运行,开始为济南碳监测试点提供技术支持。城市碳达峰碳中和高端战略研讨会上,与会专家学者代表围绕城市尺度碳达峰碳中和科技支撑工作进行深入研讨,聚焦碳达峰碳中和最新科技进展,包括碳源汇宏观管理、城市和区域温室气体监测、碳模拟和同化反演技术方法等议题,针对城市碳达峰碳中和实施工作中的难点与挑战建言献策。
  • Bruel & Kjaer 5128型高频头和躯干模拟器问世
    5128型高频头和躯干模拟器问世全新“小绿人” Bruel & Kjaer的全新高频头和躯干模拟器已问世。 它解决了可听声范围内逼真、精确和可重复的声学测量需求。 为了满足越来越高的手机音频品质需求,以及耳机在通信及娱乐中的日益普及,我们的电信/音频团队开发了5128型高频头和躯干模拟器(HATS)。 高频HATS解决了可听声范围内逼真、精确和可重复的声学测量需求。人工头还提供大面积的硅胶围绕耳廓,以实现头戴式耳机的完美密封。高频HATS将音频性能测量的频率范围扩展到比目前市场上的头和躯干模拟器更高的频率范围。此外,人工头的结构更易接近内部组件。 高频HATS具有真实人耳结构的耳道,可在整个频率范围内实现正确的声阻抗并通过传感器电子数据表(TEDS)提供耳模拟器相关的校准信息。通过精确地复现人耳的音频响应,高频HATS可以前所未有的精确度提供高达20 kHz的音频测试。此外,口模拟器的性能也得到提高,可提供12 kHz及以上的均衡输出。这显著提高了智能设备及其配件的音频性能的主、客观评估之间的相关性,确保了新产品在市场上的先进地位,缩短了开发时间。 请访问Bruel & Kjaer官方网站,查询有关5128型高频头和躯干模拟器的详细信息。 关于Bruel & KjaerBruel & Kjaer是先进的声学与振动测量系统制造商和供应商。我们帮助客户测量和管理其产品与环境中的声音与振动质量。我们关注的领域包括航空航天、太空、国防、汽车、地面交通、机场环境、城市环境、电信和音频。我们的声学与振动设备系列包括声级计、传声器、加速度计、适调放大器、校准器、噪声与振动分析仪和PULSE软件。我们还设计和制造LDS系列振动测试系统,以及完整的机场和环境监测系统:WebTrak,ANOMS,NoiseOffice和Noise Sentinel。全面了解我们的解决方案、系统和产品,请访问我们的官方网站。Bruel & Kjaer是总部位于英国的思百吉集团旗下的子公司。思百吉集团2016年销售额达13亿英镑,集团的4个业务板块在全球共有大约7,500名员工。
  • 四方光电标准呼吸模拟器,多重质控满足肺功能检查仪临床检测/计量校准要求
    肺功能检查仪进行检测校准的必要性    慢性呼吸系统疾病排在心脑血管病、癌症之后,成为我国居民慢性病致死的第三位死因。肺功能检查作为慢性气道等呼吸疾病诊断的金标准之一,是慢性阻塞性肺疾病防治和检查的关键。肺功能检查仪是检测肺脏吸入、呼出气体容量和速率,从而了解呼吸生理和呼吸功能是否正常的一种设备,主要由肺量计、气体分析器等部件组成。肺功能检查仪对于早期检出肺及气道的病变,诊断病变部位和评估疾病的严重程度具有重要的临床意义。    在钟南山院士、王辰院士等国内权威专家的推动下,“要像测量血压一样,测量肺功能”近年来得到社会各界的广泛关注和认可。2019年推出的《健康中国行动(2019—2030年)》明确提出将肺功能检查纳入40岁及以上人群常规体检内容。随着2020年国家基层呼吸系统疾病早期筛查干预能力提升项目在各地的实施落地,以及社区居民对呼吸系统慢性疾病早防早治意识的增强,不同原理类型的肺功能检查仪在全国各地基层医疗卫生机构得到了广泛配置及使用。    但肺功能检查仪的检测结果容易受多方面因素影响。比如不同肺功能检查仪的生产厂家采用的检测原理和设备结构不一样,会导致性能有较大差异,加上仪器设备在使用过程中因磨损或受环境因素而影响其正常使用,将出现检测结果的不准确。所以临床上常见发生同一个患者在不同医院所进行的肺功能测试结果有较大的偏差,给诊断造成很大影响。因此,对肺功能检查仪进行定期检测校准等质量控制、确保其测量的准确性极为重要。    肺功能检查仪检测校准的标准要求    校准是肺功能检查设备质控的关键措施,国际上美国胸腔协会(ATS)、欧洲呼吸协会(ERS) 、英国标准协会(BSI)分别发布的肺功能检查技术指南中,均提出了肺功能检查设备的技术性能标准和质控规范,我国也于2008年颁布了JJF 1213-2008 《肺功能检查仪校准规范》,解决肺功能检查仪的质量控制和量值溯源问题。    对肺功能检查仪肺量计的检测通常采用标准呼吸模拟器进行校准,要求必须能模拟人体器官肺的基本运动模式,标准规范主要参考美国胸腔协会(ATS)肺功能检测标准的内容。该标准对肺功能检查仪性能指标、测定方法、校准装置、BTPS修正、对FVC及PEF等指标检测的操作方法作了具体的要求和说明,并提供了24条标准波形检测肺功能检查仪的FVC指标,26条流量标准波形检测PEF指标。    (表:校准用设备性能表)    肺功能检查仪检测校准质控设备的选择    肺功能检查仪校准用标准呼吸模拟器必须能够精确模拟人体器官肺的运动模式,特别是模拟输出ATS推荐的标准波形,因此普通气体流量计计量标准和肺量计定标筒,不适合用于肺功能检查仪的量值传递。    四方光电呼吸模拟器是一款肺功能检查仪校准专用设备,由气缸、交流伺服电机、伺服电机控制器、专用控制卡和计算机组成。通过计算机控制软件驱动控制卡进而驱动伺服电机转动,推动活塞作往复运动,压出或者吸入气缸中的空气,从而模拟人的平静呼吸、深吸气、用力快速吹气等呼吸动作,为检验肺功能检查仪 VC、FVC、MVV 等测试指标提供了标准方法。    四方光电呼吸模拟器不但可精准输出ATS的24条标准FVC及26条PEF波形曲线,还可用于智能检测分析被校正肺功能检查仪的准确度和频率速度响应情况,有助于医生对肺功能检查仪所测定的病人肺功能状况的数据指标作准确判断。产品符合多重质控标准,满足临床检测/计量校准要求,可为《呼吸学科医疗服务能力指南(2018年版)》、《健康中国行动(2019—2030年)》的实施提供装备支撑。    ■ 设备标准质控    符合美国胸科学会发布的“肺活量测定的标准化”(2005)    符合ISO 23747:2015(ATS)    符合EN ISO 26782:2009    ■ 模拟波形质控    ATS标准24个容量-时间波形    ATS标准26个流量-时间波形    13项波形符合EN ISO 26782:2009附录C要求的标准波形    10项波形符合EN ISO 23747:2009附录C外形A要求的标准波形    用户还可自定义波形    ■ 使用过程质控    为所有类型的呼气曲线提供完整的BTPS模拟    根据ATS全面支持人体差异测试    全自动测试程序可由用户定义,如自定义容量、自定义流速、自定义运行次数    ■ 结果判读质控    所产生波形的参数均可完全溯源至国家标准    根据ATS评估测试结果并进行错误分析    四方光电标准呼吸模拟器应用领域及技术参数     计量院肺功能检查仪年检手段     科研单位呼吸模拟测试研究     肺功能检查仪企业溯源设备    关于四方光电    四方光电股份有限公司(以下简称“四方光电”)是一家从事智能气体传感器和高端气体分析仪器的科创板上市企业(股票代码688665)。公司2003年成立于武汉“光谷”,形成了包括光学(红外、紫外、光散射、激光拉曼)、超声波、MEMS金属氧化物半导体 (MOX)、电化学、陶瓷厚膜工艺高温固体电解质等原理的气体传感技术平台。这个平台为四方光电开发基于呼气分析的医疗器械应用提供和强有力的技术保障。    四方光电建设有省级企业技术中心和湖北省气体分析仪器仪表工程技术研究中心。同时公司积极融入国家技术创新体系,先后获得国家重大科学仪器设备开发专项、工信部物联网发展专项、工信部强基工程传感器“一条龙”、科技部科技助力经济2020重点专项、湖北省技术创新重大项目等多个项目的支持,被国内外行业权威机构列为中国气体传感器主要厂商和代表性企业,并荣获中国物联网产业联盟“最具影响力物联网传感企业奖”。     在健康医疗领域,四方光电超声波肺功能检查仪是一款用于肺通气功能和肺活量检查的高新技术产品,是检查哮喘、COPD、其它呼吸病患者以及评估吸烟者、慢性咳嗽和多痰者的肺功能的有力测定仪器。同时公司开发的肺功能检查仪定标筒、制氧机用氧气传感器、呼吸机用流量及气体成分传感器、监护仪用红外EtCO2传感器在国内外医疗机构及设备中得到广泛应用。未来,四方光电还将大力开拓基于呼吸监测的智能医疗健康板块,加大在呼吸机、麻醉机、监护仪等更广阔医疗器械开拓力度,推动提升肺功能检测仪在医疗机构、社区及家庭的配置率。
  • 中国科大在拓扑相变量子模拟上取得重要进展
    中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、林毅恒等人与中科院量子信息重点实验室罗希望等合作,在拓扑相变量子模拟方面取得重要进展。通过发展高自旋离子阱体系的调控技术,实现了对三重简并拓扑单极子的量子模拟,观测到具有不同拓扑荷的单极子之间的相变,并展示了自旋张量在其中的重要作用。该研究结果于2022年12月14日以“Observation of Spin-Tensor Induced Topological Phase Transitions of Triply Degenerate Points with a Trapped Ion”为题,发表在《物理评论快报》上[Phys. Rev. Lett. 129, 250501 (2022)] 。   拓扑物态是当前物理研究的前沿和主流领域之一,为新材料、新器件的设计带来了新的思路,乃至对我们深入理解宇宙基本粒子的性质都具有重要的意义。2016年,诺贝尔物理学奖便授予了在拓扑物理学方面做出开创性贡献的三位科学家。拓扑源自于数学,指在局部的连续变化下保持不变的整体性质。比如面包圈和茶杯拓扑等价,这是由于他们都有一个穿透的洞,而洞的个数是一个拓扑性质,对应拓扑荷。科学家发现,拓扑在凝聚物质的一些物理特性上也起到关键作用,这些物理特性不依赖样品的细节,完全由系统状态的整体拓扑性质确定。而拓扑相变——具有不同拓扑性质的状态之间的转变——一定是不连续的跃变。例如在一些半金属材料中,能带简并点形成的类似单极子的拓扑结构可以具有不同的拓扑荷,探索他们之间的拓扑相变是目前的前沿研究方向之一。同时,简并点附近的准粒子激发表现出类似基本粒子的行为,探索其拓扑相变对于探索新型粒子也具有重要意义。   此项研究针对拓扑相变中的一类重要的费米子——三重简并费米子模型进行实验模拟。该模型对应自旋为1的拓扑单极子,在近期的研究中受到广泛关注。然而,在固体材料体系中,直接观测这种三重简并点的拓扑相变需要复杂的调控,目前难以实现。因此,高度可控的量子模拟器为研究拓扑现象提供了新的途径。这项研究中,通过使用在超高真空环境束缚的铍离子,结合微波、射频等的精准调控,构建多能级的量子体系,可以有效的观测自旋为1的拓扑单极子的行为。通过调控实验参数,研究人员清晰的观测到量子态的拓扑相变,并且提取出高阶自旋张量在其中的贡献(图1所示)。该工作发展出的高度可调控的多能级束缚离子系统,为研究高自旋物理提供了良好的平台,并为进一步研究新奇高阶拓扑简并态以及其他拓扑单极子现象铺平了道路。图1. 自旋为1的拓扑量子模拟实验结果。左图:实验观测到的拓扑相变行为,其中 β-2 对应拓扑荷为2, β-2 对应拓扑荷为0;不同颜色的数据代表拓扑相变中各种分量的贡献,其中黄色数据代表张量部分的贡献,实线为对应的理论预测结果。右图:实验观测张量椭球在拓扑相变点 β≈-2 附近的几何环绕行为。自旋张量椭球在参数空间中特定回路的演化,可以清晰的反应张量对拓扑荷的贡献。研究中使用的离子阱实验系统属于近几年迅速发展起来的高自旋量子模拟器。中科院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、林毅恒教授带领团队从无到有搭建了实验平台,并成功发展了一系列新型的高自旋操控技术,包括使用动力学去耦将三能级状态相干时间提高一个数量级[Phys. Rev. A. 106, 022412 (2022)];通过解析模型辅助的形状脉冲,以实现四能级系统的两个近邻跃迁之间的快速普适调控[Phys. Rev. Applied. 18, 034047 (2022)]。上述工作为本文的研究奠定了核心实验基础。中科院量子信息重点实验室罗希望教授、美国德克萨斯大学达拉斯分校张传伟教授为本文的工作提供核心理论支持。   审稿人高度评价该工作,指出“...importantly, the spin-tensor-momentum-coupling could be generated for spin-1 systems and induce intriguing quantum phenomena different from spin-1/2 ones. This work is of interest and importance.”(“……重要的是,自旋-张量-动量的耦合可以通过自旋为1的系统生成,导致与自旋1/2不同的有趣的量子现象。这个工作是有意思的和重要的。”)   中科院微观磁共振重点实验室博士研究生张梦翔、李岳以及袁新星博士为该论文共同第一作者,杜江峰院士、林毅恒教授和罗希望教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中科院、科技部、安徽省的资助。
  • Science | 超冷原子量子模拟研究取得重要进展
    中国科学技术大学潘建伟、苑震生等与德国海德堡大学、奥地利因斯布鲁克大学、意大利特伦托大学的研究人员合作,在超冷原子量子模拟研究中取得进展。科研人员使用超冷原子量子模拟器,对格点规范场理论中非平衡态过渡到平衡态的热化动力学进行了模拟,首次在实验上证实了规范对称性约束下量子多体热化导致的初态信息“丢失”,取得了利用量子模拟方法求解复杂物理问题的重要进展。相关研究成果发表在《科学》上。规范场理论是现代物理学的基础,如描述基本粒子相互作用的量子电动力学、标准模型等是满足特定群对称性的规范场理论,在粒子物理学、宇宙学以及凝聚态物理学等领域得到广泛应用。由于其求解复杂度高,规范场理论体系中仍有许多开放问题。其中,规范场理论描述的物理系统是否可以从远离平衡态经过演化达到热平衡备受关注。该问题的解决,有助于理解高能物理中重核碰撞的问题,也将为现代宇宙学中大爆炸早期物质的形成提供了物理解释。但是,使用经典计算机求解复杂的规范场理论是公认难题,量子模拟器为解决该问题提供了新路径。近年来,科学家尝试用离子阱、超冷原子气体、Rydberg原子阵列和超导量子比特等体系对格点规范场理论开展量子模拟研究。然而,由于格点规范理论中相互作用形式复杂,并要求物理系统始终处在局域规范对称性约束条件下,对格点规范场理论热化动力学的实验模拟造成了困难,因而还未在实验上实现。为解决量子模拟器中相干调控的粒子数太少和无法保证规范对称性约束的两个主要问题,中国科大科研人员开发了独特的自旋依赖超晶格、显微镜吸收成像、粒子数分辨探测等量子调控和测量技术,在超冷原子量子模拟器中提出并实现了光晶格中原子的深度制冷,解决了量子模拟器温度过高、缺陷过多的问题,实验制备了近百个原子级别的规模化量子模拟器【Science 369, 550 (2020)】;首次实现了利用大规模量子模拟器对格点规范场理论量子相变过程的实验模拟,验证了过程中的规范不变性【Nature 587, 392 (2020)】。在上述研究基础上,通过实验和理论结合,该团队将系统制备到远离平衡的初态,首次实验研究了规范对称性约束对量子多体系统热化动力学的影响,并观测到具有相同守恒量的不同初态热化到同一个平衡态的过程,验证了热化过程造成的量子多体系统初态信息的“丢失”,建立了规范场理论早期非平衡动力学与最终热平衡态之间的联系,在使用规模化的量子模拟器求解复杂物理问题的道路上取得了重要进展。未来,该团队将进一步使用量子模拟方法研究具有其他群对称性的、更高空间维度的规范场理论模型,以及真空衰变、动态拓扑量子相变等物理难题。《科学》杂志审稿人对此给予高度评价,认为该研究为超冷原子模拟格点规范场理论这一领域的发展做出了重要贡献,代表了量子模拟研究领域的前沿。研究工作得到科技部、国家自然科学基金委、中科院、教育部和安徽省等的支持。论文链接
  • 美海底18米深建实验室 模拟执行太空任务
    两名宇航员、一名海底工程师和一名经验丰富的科学家将会置身于佛罗里达东海岸的宝瓶座海底实验室,模拟执行太空任务。  新浪科技讯 北京时间5月8日消息,据美国太空网报道,美国宇航局计划于近期展开一次海底实验,模拟执行太空任务。届时,两名宇航员、一名海底工程师和一名经验丰富的科学家将会置身于佛罗里达东海岸的海底,模拟执行太空任务,从而检验外太空探测的新理念,掌握更多有关在极端恶劣环境下进行工作的知识。  美国宇航局5月4日宣布,将于本月10日开始进行第14次海底实验,为期14天。这次实验是NASA名为“极限环境任务实施”(NEEMO)项目的一部分。  加拿大宇航局宇航员克里斯-哈德菲尔德是此次海底实验的领导者。克里斯是一名资深宇航员,有过多次太空行走经历。从本月10日起,克里斯将带领其他参加实验的人员,在“宝瓶宫”海底实验室体验太空生活环境,展开模拟执行太空任务的实验。  据悉,美国宇航局(NASA)在佛罗里达州Key Largo附近的海底建立了一个名为宝瓶宫(Aquarius)的海底模拟实验室。这个能容纳6个人的实验室能够训练宇航员在模拟的环境下熟悉太空飞行,并开展一系列科学实验训练。宝瓶宫模拟器长14米,宽3米,装备有全套的设备,位于海面一下18米。借助于这个模拟器,宇航员不必要再等候轮到登上航天飞机或者进入国际空间站的机会去体验太空生存环境。  本月10日开始的此次海底模拟实验,将会利用海床模拟其他行星的表面和低重力环境。为准备此次海底实验,2009年10月潜水员在宝瓶宫模拟器附近放置了着陆器、探测车和模拟机械臂的小型吊车。  模拟执行太空任务  据悉,执行此次海底模拟实验的成员将会在宝瓶宫海底实验室内生活、进行模拟太空行走、操纵小型吊车来移动实验室,这同在外星球上搭建宿营地非常相似。  当潜水员执行操作并检测这些技术时,将会为美国宇航局工程技术人员提供非常有价值的信息和反馈。预计在此次的海底实验中,实验人员将会从着陆器上取下一个模拟月球车、从着陆器上取下少量荷载并模拟将一名失去行动能力的宇航员从海床转送回舱内。  据了解,此次试验的着陆器和探测车模拟器同美国宇航局考虑用于未来行星探测的着陆器和探测车大小相仿。模拟着陆器的宽度比一辆校车的长度还要大,几乎是其三倍高。宽13.7米,高8.5米,有一个3米高的吊车。模拟探测车比一辆SUV稍大,高2.4米,长4.3米。  训练海中溅落  哈德菲尔德2001年4月份航天飞机执行STS-100任务时,执行过两次太空行走任务,操纵国际空间站的Canadarm2机械臂。1995年他还在STS-74任务中,执行过大量操纵航天飞机Canadarm的任务。其他参加此次海底实验的人员包括,美国宇航局宇航员兼太空飞行医生托马斯-马斯伯恩,“月球车”副项目经理安德鲁和科学家史蒂夫-夏贝尔。北卡罗来纳大学的詹姆斯和内特-本德是建设外星球露营地的技术人员,他们将会提供工程技术支持。  在宝瓶宫实验室内时,实验小组将会进行生命科学实验,主要关注在极端环境下人们的行为、表现和心理。此次实验还将对自动开展工作展开研究。也就是说,实验中将会有一段时间成员间的通信和任务控制中心的通联将受到限制,这中状况在未来人类探索火星或月球时也将会遇到。  据悉,宝瓶宫实验室归属于美国国家海洋和大气管理局,由北卡罗来纳大学操作运行。
  • 中国科大量子模拟取得新进展
    中国科学技术大学潘建伟、苑震生等与清华大学翟荟、兰州大学么志远等合作,使用自主开发的超冷原子量子模拟器,研究了格点规范场理论中的非平衡态热化过程与量子临界性之间的关系,揭示了具备规范对称性的多体系统处于量子相变临界区域时易于热化到平衡态的规律。这项研究成果近日以“编辑推荐”的形式发表于《物理评论快报》。规范理论和统计力学是物理学的两大重要基础理论。从经典电动力学的麦克斯韦方程组到描述基本粒子相互作用的量子电动力学、标准模型等,都是满足特定群对称性的规范理论。统计力学,则是基于玻尔兹曼等提出的最大熵原理,将大量微观粒子(原子、分子等)组成的系综的微观状态与其宏观统计规律连接起来的学科,如微观粒子的能量分布是如何影响其压力、体积或者温度等宏观量的。那么,由规范理论描述的、远离平衡态的量子多体系统会热化到热力学平衡态吗?回答这一问题将推动人们对规范理论、统计力学及两者关系的理解。虽然理论物理学家们提出了各种模型来分析这一问题,但是在实验上难于构建一个既由规范理论描述、又可人工操控并观测其热化过程的物理体系。近年来,超冷原子量子模拟器的出现为同时研究规范理论和统计物理提供了理想的实验平台。2020年,中国科大的研究团队开发了71个格点的超冷原子光晶格量子模拟器,首次对U(1)格点规范理论--施温格模型的量子相变过程进行了实验模拟;2022年,他们对格点规范场理论中非平衡态过渡到平衡态的热化动力学进行了模拟,首次在实验上证实了规范对称性约束下量子多体热化导致的初态信息“丢失”。近期,此次工作的合作者翟荟和么志远等通过理论研究指出,在此类格点规范模型中,量子热化和量子相变之间存在关联,并从反铁磁Neel态出发,预言系统只有在量子相变点附近才能达到完全的热化 。进一步观测格点规范理论的量子热化和量子相变之间的关系,对之前的实验能力提出了新的挑战:如何在单格点精度原位地、可区分原子数地操控和探测多体量子态。潘建伟、苑震生团队在他们已有的超冷原子量子模拟器基础上,将量子气体显微镜、自旋依赖超晶格和可编程光学势阱等技术相结合,开发了单格点精度、粒子数可分辨的原子操作和检测技术。基于此,他们得以制备和探测任意原子构型的多原子量子态,并在满足规范对称性约束下,追踪多体量子态的动力学演化过程。在该工作中,他们在实验中制备了特殊原子构型的初态,利用绝热演化的方法研究了满足规范对称性约束的量子相变过程,通过有限尺寸标度理论首次在实验中精确地确定了相变点。同时,他们研究了同一构型初态在远离平衡条件时的退火动力学过程,揭示了具备规范对称性的多体系统处于量子相变临界点附近时易于热化到平衡态的规律。
  • 2023 Nano-Micro (IF:26.6)阳军亮團隊通过晶化和定向调制提高刮刀法钙钛矿太阳能
    在太阳能技术不断发展的领域中,钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其出色的光电特性而成为一个有前途的竞争者。然而,挑战在于开发可商业化的可扩展制造技术。在一项重大突破中,中南大学物理与电子学院副院长阳军亮教授所率领的研究团队引入了一种新型添加剂——甲胺盐酸盐(MACl),以调节两步序列刮刀法钙钛矿薄膜的晶化和定向。这种创新的方法极大地改善了钙钛矿薄膜的质量,使其具有令人瞩目的23.14%的转换效率(PCE)。钙钛矿太阳能电池的潜力:钙钛矿太阳能电池因其高吸收系数、长载流子扩散长度和低陷阱密度而成为密集研究的对象。这些特性使得PSCs的认证PCE达到25.7%。然而,大多数高效率的PSCs是通过实验室规模的旋涂沉积制备的。虽然这种方法在受控实验室环境中被证明是有效的,但对于工业应用而言,它不具备可扩展性。因此,发展可扩展的大面积制造技术对于PSCs的商业化至关重要。可扩展性的挑战:PSCs可扩展的两步序列沉积制造的电池的转换效率远远落后于最先进的旋涂法制备的电池。两步序列沉积工艺涉及有机盐与铅卤化物反应,绕过了钙钛矿薄膜在一步过程中不可控的成核过程。然而,中南大学物理与电子学院副院长阳军亮教授所率领的研究团队的研究重点就是解决这种性能差异。甲胺盐酸盐(MACl)的作用:该研究团队引入MACl以调节两步序列刮刀法钙钛矿薄膜的晶化和定向。MACl在改善钙钛矿薄膜质量方面起着关键作用。它增加了晶粒尺寸和结晶度,从而降低了陷阱密度并抑制了非辐射复合。非辐射复合是太阳能电池中的一个重要损耗机制,吸收光能转化为热能而不是电能。通过抑制非辐射复合,MACl显著提高了太阳能电池的效率。此外,MACl促进了钙钛矿薄膜(100)面向上的优先定向。这种定向更有利于载流子的传输和收集,从而显著提高了填充因子。填充因子是太阳能电池的一个关键参数,代表电池的最大可获得功率,并指示电池的质量。填充因子越高,太阳能电池的效率越高。令人印象深刻的结果:引入MACl导致基于ITO/SnO2/FA1-xMAxPb(I1-yBry)3/Spiro-OMeTAD/Ag结构的PSCs取得了23.14%的最佳转换效率和优异的长期稳定性。该结构是PSCs的常见架构,其中ITO/SnO2是电子传输层,FA1-xMAxPb(I1-yBry)3是钙钛矿吸收层,Spiro-OMeTAD是空穴传输层,Ag是电极。该研究团队还分别实现了1.03 cm2的PSC和10.93 cm2的小型模块的卓越PCE,分别达到21.20%和17.54%。这些结果代表了大规模两步序列沉积高性能PSCs在实际应用中的重大进展。研究的影响:中南大学物理与电子学院副院长阳军亮教授所率领的研究团队的研究在钙钛矿太阳能电池的可扩展制造技术发展中迈出了重要一步。引入MACl来调节钙钛矿薄膜的晶化和定向被证明是一个改变游戏规则的举措,极大地改善了钙钛矿薄膜的质量,并显著提高了转换效率。此外,该研究团队采用了Enlitech光焱科技的SS-X太阳光模拟器来测试太阳能电池的性能。SS-X模拟器采用氙气短弧灯作为宽带光源,具备A+级别的光谱模拟能力,并提供多种光斑面积选择,范围从50mm到220mm。该模拟器具有独家专利的自动变光强功能,精度高达1%。它还具备可变光谱功能,适用于测试叠层太阳能电池。使用先进的等离子沉积技术制造的AM1.5G滤光片确保光谱精度高,并具有长使用寿命。SS-X模拟器的优越光谱等级使其比其他模拟器更适合表征各种新型太阳能电池,例如低带隙有机太阳能电池和钙钛矿/Si串联太阳能电池。SS-X模拟器能够提供稳定且连续的照射强度,避免由于被测试太阳能电池的响应时间较慢而引起的表征误差。两步刮刀法制备的钙钛矿薄膜的表征。 a. 湿态原始钙钛矿薄膜的XRD图谱。b. 热退火后的钙钛矿薄膜的XRD图谱。c. 稳态光致发光(PL)发射光谱。d. 时间分辨PL衰减曲线。使用不同MACl比例制备的两步刮刀法钙钛矿薄膜的PSCs的光伏性能和光电特性。a. 典型PSCs的J-V曲线和相应参数。b. PSCs的Voc光强依赖关系。c. PSCs的莫特-肖特基图谱。d. 填充因子限制包括非辐射损耗(蓝色区域)和传输损耗(粉色区域)。e. 钙钛矿薄膜的空间电荷限流(SCLC)测量。f. EIS的Nyquist图谱。Performance of OAI-modified PSCs and mini-module. a. J-V曲线。b. 在最大功率点(MPP)测量的稳定功率输出。c. 在约30%相对湿度的环境条件下,未封装的OAI改性器件的长期稳定性测量。d. 1.03 cm2 PSCs和10.93 cm2 mini-module的J-V曲线。插图为1.03 cm2 PSCs和10.93 cm2 mini-module的图片。
  • 钙钛矿太阳能电池研究的前8种需要仪器:在科学期刊上发表文章的全面指南(上)
    对于希望在重要科学期刊上发表的钙钛矿太阳能电池研究者来说,某些仪器对于生成高质量、可发表的数据至关重要。以下是列出这些关键仪器的表格:1. 钙钛矿太阳能电池研究的太阳光模拟器1.1 什么是太阳光模拟器?定义:太阳能模拟器是一种人工光源,模拟自然阳光的光谱功率分布、强度和其他特性。它主要用于需要受控且一致的阳光条件的研究和测试环境。类型:有各种类型的太阳能模拟器,如稳态和脉冲型,主要差异在于它们提供光的方式(持续或短暂爆发)。1.2 钙钛矿太阳能电池研究中的重要性测试和特性分析:太阳光模拟器在评估钙钛矿太阳能电池性能中至关重要。他们提供了一个受控环境来测量效率、稳定性和对不同光强的反应等参数。测试的标准化:使用太阳光模拟器确保了太阳能电池在标准化条件下进行测试,使不同研究和实验室之间的结果比较更容易。1.3 钙钛矿电池太阳光模拟器的关键特性光谱匹配:模拟器的光应尽可能接近太阳光谱,因为电池的性能可能会随着不同波长的变化而变化。辐照度水平:精确控制光强是必要的,因为它会影响电池的功率转换效率和其他指标。均匀性:光的均匀分布对于确保一致和可靠的测试结果至关重要。1.4 挑战复制真实的阳光:可复制阳光的所有方面,包括其可变性,是一项挑战。长期稳定性测试:模拟阳光长期暴露的效果需要模拟器的长时间和一致的运行。1.5 在钙钛矿太阳能电池开发中的应用材料优化:研究人员使用太阳能模拟器测试不同钙钛矿组成对阳光的反应。设备工程:这对于测试钙钛矿太阳能电池的整体设计和架构至关重要。寿命和退化研究:理解这些电池在模拟阳光条件下随时间的退化情况。1.6 未来方向增强的模拟技术:正在进行的进步集中在更好的光谱匹配和包括温度和湿度等环境因素。高通量筛选:在自动化测试设置中使用,以快速评估多种钙钛矿配方。总的来说,太阳能模拟器在钙钛矿太阳能电池研究领域是重要的工具,使科学家能够在模拟真实世界阳光暴露的受控条件下,精确评估和优化这些有前途的材料。2. 钙钛矿太阳能电池研究的I-V曲线跟踪仪在钙钛矿太阳能电池研究中应用I-V曲线跟踪仪是评估和理解这些光伏设备性能特性的基本方面。以下是概述:2.1. 何为I-V曲线跟踪仪?定义:I-V (电流-电压) 曲线跟踪仪是一个用来测量光伏电池电气特性的电子仪器。它绘制出在不同条件下电池上的电流 (I) 与电压 (V) 的关系。功能:它提供了一个图形表示,显示太阳能电池的电流输出如何随电压变化。2.2. 在钙钛矿太阳能电池研究中的重要性性能分析:I-V曲线跟踪仪在钙钛矿太阳能电池研究中的主要用途是分析电池的性能。这包括确定参数,如开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、最大功率点和填充因子。效率计算:这些测量对于计算太阳能电池的总体效率至关重要。2.3. 与钙钛矿电池相关的关键特性灵敏度和准确性:由于钙钛矿材料的性质,需要高灵敏度和准确性。动态测试能力:鉴于钙钛矿太阳能电池可能的不稳定性和滞后效应,进行动态I-V测量的能力是需要的。2.4. 挑战和注意事项滞后现象:钙钛矿太阳能电池经常在其I-V曲线中表现出滞后,这可能使得测量和解释其性能变得复杂。环境因素:温度、湿度、光强对钙钛矿太阳能电池I-V特性的影响是一个活跃的研究领域。2.5. 在钙钛矿太阳能电池开发中的应用材料和工艺优化:研究人员使用I-V曲线跟踪仪来测试不同的制造方法、材料和电池结构如何影响电性能。退化研究:通过监测I-V特性随时间的变化,可以研究长期稳定性和在运行条件下的退化。2.6. 进步和未来方向自动化和高通量测试:I-V曲线跟踪技术的进步正在朝向自动化系统发展,允许对多个电池进行高通量测试,加快研发过程。与其他测量技术的整合:将I-V曲线跟踪与其他分析技术,如光致发光或阻抗谱,结合起来,以更全面地理解钙钛矿太阳能电池。在变化环境条件下的实时监控:增强I-V曲线跟踪仪以在变化的光强、温度和湿度等环境条件下监控实时性能,这对于理解钙钛矿太阳能电池在实际条件下的实用性能至关重要。总之,I-V曲线跟踪仪是钙钛矿太阳能电池研究中需要的工具。它为这些电池的电性能和效率提供了关键的见解,帮助研究人员优化材料和工艺,并理解钙钛矿太阳能电池在不同条件下的行为和稳定性。随着钙钛矿太阳能电池背后的技术的发展,I-V曲线跟踪仪在这个激动人心的研究领域中的能力和应用也将随之发展。3. 钙钛矿太阳能电池研究的量子效率测量系统当量子效率(QE)测量系统应用于钙钛矿太阳能电池研究时,是理解和优化这些新型光伏设备的光响应和总体效率的必要工具。以下是其角色和重要性的概述:3.1. 什么是量子效率测量系统?定义:量子效率测量系统是一种用来评估太阳能电池量子效率的仪器。量子效率指的是太阳能电池将光子转化为电子的能力,这对于确定其功率转换效率至关重要。类型:主要有两种 - 内部量子效率 (IQE) 和外部量子效率 (EQE) 测量系统。IQE考虑到电池吸收的光,而EQE测量转化为电子的入射光子的比例。3.2. 在钙钛矿太阳能电池研究中的重要性光响应分析:QE测量提供了关于钙钛矿太阳能电池在不同波长下如何有效地将光转化为电的见解。这对于理解电池在太阳光谱中的性能至关重要。材料和设计优化:通过分析QE数据,研究人员可以优化钙钛矿太阳能电池的材料成分、结构和设计,以提高其效率。3.3. 关键特性和考虑因素光谱范围:广泛的光谱范围对于评估电池在整个太阳光谱中的性能至关重要。准确性和灵敏度:由于钙钛矿电池可能由于其特殊的材料性质而表现出复杂的行为,因此高准确性和灵敏度至关重要。3.4. 钙钛矿电池的QE测量挑战不稳定性和滞后:钙钛矿材料可能表现出不稳定性和滞后效应,这可能影响QE测量的准确性和重复性。环境敏感性:钙钛矿太阳能电池对环境因素如湿度和温度敏感,这可能会影响QE测量。3.5. 在钙钛矿太阳能电池开发中的应用效率基准测试:QE测量是用于将钙钛矿太阳能电池的效率与其他光伏技术进行基准测试的标准方法。损失分析:它有助于识别和量化太阳能电池内部的损失机制,比如非辐射复合损失。层优化:研究人员使用QE数据来优化太阳能电池结构中的各个层,如吸收层、传输层和接触层,以实现更好的光吸收和电子传输。3.6. 进步和未来趋势整合新的测量技术:QE测量系统的进步包括整合其他技术,如时间分辨光致发光,以深入了解载流子的动态。高通量和原位测量:开发更快、更自动化的QE系统,用于高通量筛选材料,以及在制备过程中进行原位实时分析。环境条件模拟:增强QE测量系统的能力,以模拟各种环境条件,使得钙钛矿太阳能电池在实际运行环境中的性能评估更为真实。总之,量子效率测量系统是钙钛矿太阳能电池研究的基础工具。它提供了关于这些电池将光转化为电能的效率的关键见解,指导材料选择、电池设计和工艺优化。随着钙钛矿太阳能电池领域的不断发展,QE测量的作用在推动太阳能电池效率和性能的边界方面仍然至关重要。待续:钙钛矿太阳能电池前8需要仪器:科学期刊发表文章全面指南(中)
  • 7亿元两套振动台,MTS中标5亿:世界最大地震模拟设施!
    p style="text-indent: 2em "提及天价设备,我们容易想到光刻机行业霸主ASML生产的世界上最顶尖的EUV光刻机,单台售价超1亿美元,2018年,中芯国际首次向ASML订购EUV光刻机,采购价格高达1.2亿美元,大概相当于七亿人民币。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 241px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4add9eea-8f18-4022-9ae6-102ca95d41d3.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="450" height="241" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "其实,在科学仪器领域,也不乏这样的过亿天价设备,比如大阪大学两台价值约约合人民币2.72亿元的高端电镜(日立高新H3000与日本电子物质及生命科学超高压电子显微镜)、去年8月MTS系统公司2.14亿元中标的世界单套最大规模重载车辆道路模拟系统、以及span style="text-indent: 2em color: rgb(0, 32, 96) "strong近日采购预算超7亿元的天津大学大型地震工程模拟研究设施地震模拟振动台采购项目。/strong/span/span/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "7亿元采购两套振动台系统,MTS独中5亿元/span/strong/pp style="text-indent: 2em "2019年11月28日,天津大学委托北京泛华国金工程咨询有限公司发布“天津大学大型地震工程模拟研究设施地震模拟振动台采购项目”,预算金额为7.156亿元。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 175px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4e270f62-2db7-4f85-9a34-eb4b5495787f.jpg" title="2.png" alt="2.png" width="500" height="175" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "2020年1月21日,MTS系统公司与天津市天锻压力机有限公司共同中标,其中MTS系统中标金额超5亿元,天津市天锻压力机有限公司中标2.15亿元。/span/pp style="text-indent: 2em "strong此次中标项目的“天价”主要体现在以下几方面:/strong/pp style="text-indent: 2em "strong1)/strong此次采购项目背后是天津大学牵头建设的世界上最大的地震工程模拟研究设施,总投资预计超过15亿元人民币。被称作继贵州“中国天眼”、广东散裂中子源、上海光源等之后的又一国家大科学装置,也是地震工程领域的唯一一个。/pp style="text-indent: 2em "strong2)/strong此次中标,创下MTS系统公司有史以来单一合同订单最高金额纪录,合同总计金额超过7148万美元(根据当前汇率折算人民币超5亿元)/pp style="text-indent: 2em "strong3)/strong由于此次采购项目金额巨大、技术要求比较高,单靠一个投标人的力量不能顺利完成的,所以采取了联合体投标形式,即MTS系统公司与天津市天锻压力机有限公司集中各自优势,以一个投标人的身份获得中标。/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "采购项目背景/span/strong/pp style="text-indent: 2em "2018年8月2日,国家发改委批复立项:依托天津大学高水平创新主体,建设开放共享、揭示复杂岩土介质与水动力环境中重大工程动力损伤机理的国家重大科技基础设施—“大型地震工程模拟研究设施”。总投资预计超过15亿元人民币。/pp style="text-indent: 2em "设施总体目标为:面向地震工程领域需求,结合国内外优势力量,集中建设国际一流、规模最大、装备最先进、综合程度高、高度智能化、开放共享的大科学装置。设施可为解决地震工程研究中关键科学问题提供大尺寸大载重地震模拟、多点多维地震差动激励及地震-波流耦合激励等高水平试验手段,大幅提升我国防灾减灾原始创新能力和全社会减轻自然灾害风险的能力,加快地震工程领域人才培养,为提高我国地震灾害的防范水平提供重要支撑。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 236px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/8cef066b-b568-4966-a779-f1d45dfde727.jpg" title="3.png" alt="3.png" width="450" height="236" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em "大跨桥梁水下振动台台阵波流耦合试验现场效果图/span/pp style="text-indent: 2em "项目首席科学家、天津大学校长钟登华院士说,该设施建设周期为5年,主要包括地震工程模拟试验系统、高性能计算与智能仿真系统、试验配套与共享系统等3大系统。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 269px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/5ad5b226-e052-4356-9baa-0388cd49c915.jpg" title="4.png" alt="4.png" width="450" height="269" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em "大型水坝-库水-岩体大型振动台试验效果图/span/pp style="text-indent: 2em "在崭新的天津大学北洋园校区内将建设大型的“地震模拟振动台”,总建筑面积7.7万平方米。地震模拟振动台是开展抗震模拟研究的有效试验平台。目前国内外已有的地震模拟振动台或规模较小,或实验功能单一——不能同时模拟地震与其它多种灾害荷载的作用,已经不能满足一旦地震时确保工程安全和正常服役的需要。天津大学将建设尺寸荷载重量更大的地震模拟振动台,以及能同时模拟地震与水下波流耦合作用的振动台台阵试验装置。该设施建成后,可大幅提升我国工程技术领域的创新能力和水平。/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "关于中标的两套振动台系统/span/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 323px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/e2e24e48-cebc-4281-af7a-cf9a9a0816a1.jpg" title="5.png" alt="5.png" width="600" height="323" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "据悉,该地震工程模拟试验系统包含两套独立的试验设施,建成之后,均为最大规格的地震工程模拟试验设备。其中一套系统为六自由度(6DoF)振动台,有效工作尺寸为16mx20m,有效负载为1350吨,可以开展足尺建筑或者低缩比模型的抗震性能评估。/pp style="text-indent: 2em "另外一套系统是由两个6mx6m的六自由度(6DoF)振动台组成,每个振动台的有效负载均为150吨。两个振动台既可以独立工作,也能够联合起来组成台阵系统,并且该台振系统可以在3m深的水下工作,其中的一个振动台还能够在长度为57m的槽道中移动位置以满足不同跨度样件的抗震试验,例如各种类型的水利枢纽、桥梁、隧道、管路结构等等。水下台振系统周围将布置造浪模拟设备来模拟不同的海洋工况,可以将地震与波流组合起来实现多灾害现象的模拟。/pp style="text-indent: 2em "MTS系统公司首席执行官Dr. Jeff Grave表示,“ MTS系统公司在中国以及全世界的抗震工程以及多灾害试验模拟领域具有技术领先地位,拥有无与伦比的技术能力与专家团队。作为该行业的领军者,MTS系统公司是少数能够提供如此超大规模地震工程模拟设备的工程公司。这个项目包含了诸多挑战,复杂的系统集成、超大载荷与位移的控制、先进的地震仿真和模拟软件,并且将地震与波流结合起来开展试验应用。MTS能够赢得天津大学的项目,对此我们深表自豪,MTS将与天津大学共同努力创造更好的地震模拟试验技术,为中国以及全世界基础建设,包括大型水利枢纽、建筑、桥梁、可再生能源设施等,做出贡献,一同创造一个更加安全、美好、可持续发展的世界!”/pp style="text-indent: 2em "天津大学副校长,项目执行总指挥张凤宝教授表示,“我们非常期待与MTS系统公司一同建设这套世界最大规模、最先进的地震模拟系统,这套系统是我们大型地震工程模拟研究设施的基础系统之一,也是迄今为止在天津建设的首个国家重大科技基础设施的一部分。当整个项目完成之后,所有的科研成果将与全世界的同行共享,我们的目标是重大工程和基础设施建设更加安全、可持续。天津大学欢迎全球的科学家和工程专家来参观、指导未来的地震工程模拟试验研究。“/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "那些“高”价的仪器设备/span/strong/pp style="text-indent: 2em "strong1)一套仪器设备订单成交,2.14亿元,3年分批交付/strong【a href="https://www.instrument.com.cn/news/20190812/490962.shtml" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "详情/span/strong/a】/pp style="text-indent: 2em "2019年7月29日,MTS系统公司宣布获得世界单套最大规模重载车辆道路模拟系统订单,订单总额3040万美元(约2.14亿元人民币),将为美国陆军设计、生产、制造与集成世界上最大的主轴耦合道路模拟器。该合同为长期持续投入合同,系统部件将在后续2020、2021、2022财年三个财年之中分批交付使用。/pp style="text-indent: 2em "该道路模拟器将安装在美国陆军位于马里兰州的军阿伯丁测试中心。用于加速军用车辆耐久性测试,一旦投入使用,所需的测试时间将缩短75%至80%。通过在实验室中模拟真实路面环境条件,帮助陆军快速评估和改进车辆的可靠性和耐久性,以避免潜在的、耗时的现场故障。/pp style="text-indent: 2em "除了道路模拟器,解决方案还包括MTS SWIFT EVO 50车轮力传感器,用于收集这些车辆在各种试验场地形上的实时数据。同时系统也采用了MTS最大液压动力系统,将可以提供每分钟达数千加仑的连续液压动力。该道路模拟器将能够用于测量最多五轴的载重车辆,对应车辆重量达100,000磅(约45.3吨)。/pp style="text-indent: 2em "“此套道路模拟器离不开MTS系统公司过去五十余年在重载车辆测试技术方面的开发能力与经验积累”,MTS系统公司总裁兼首席执行官Jeffrey Grave博士表示,“MTS公司很高兴能够应用商用车辆建模和仿真的知识,为陆军创建整车测试解决方案。这个新系统将有助于提高军用车辆的可靠性,并为陆军更佳性能量身定制车辆设计提供理论支持。”/pp style="text-indent: 2em "strong2)大阪地震,日立高新与日本电子这两台近3亿元高端电镜受损/strong【a href="https://www.instrument.com.cn/news/20180624/466369.shtml" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "详情/span/strong/a】/pp style="text-indent: 2em "2018年6月18日,日本大阪府发生里氏6.1级地震,位于大阪府茨木市的大阪大学超高压电子显微镜中心也遭遇强烈晃动,每台价值约23亿日元(约合人民币1.36亿元)的电子显微镜有两台受损,修复需要花费1年以上。受地震影响,一些世界顶级科研项目或出现停滞。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 418px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/2ae993eb-c06b-4ca5-bfe2-047f5fd579d9.jpg" title="6.jpg" alt="6.jpg" width="500" height="418" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em "H3000 UHVEM(日立高新)/span/pp style="text-indent: 2em "该中心这两台高端显微镜,一台正是日立高新生产的H3000 UHVEM(3 MV ultra-high voltage electron microscope,300万伏超高压电子显微镜),其高度为17米,使用世界最高电压对于较厚样品也能进行观察;另一台则是日本电子生产的Materials- and Bio-Science UHVEM(物质及生命科学超高压电子显微镜),其高度为12米,能在一秒钟内对每一个原子的运动进行1600次拍摄。这两台电子显微镜可以观察到从物质及生物的微细结构到物质受到放射线损伤的情况,能观察到纳米级的微小结构。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 283px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4b2cb873-b969-4437-a040-682fd076074b.jpg" title="7.jpg" alt="7.jpg" width="500" height="283" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 0em "Materials- and Bio-Science UHVEM(日本电子)/span/pp style="text-indent: 2em "此次地震致使产生高压的零部件脱落,对精密度有严格要求的电子加速器严重变形等,两台显微镜都遭受致命性打击。该中心主任保田英洋无奈地表示,已经完全不能使用,将与厂家等商谈进行修理,完全修复需要花费1年以上。/pp style="text-indent: 2em "strong3)南方科技大学2.8亿冷冻电镜二期采购:赛默飞中标其中2.6亿/strong【a href="https://www.instrument.com.cn/news/20181225/477695.shtml" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong详情/strongstrong/strong/span/a】/pp style="text-indent: 2em "2018年12月24日,南方科技大学 “冷冻电镜项目二期采购”项目中标结果揭晓,中标金额2.82亿元。中标的生产供应商中,赛默飞成最大赢家,其中4套高端冷冻电镜Krios G3i中标金额为2.18亿元。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/d3dcbe57-ba9c-4c12-ad5f-93a6bc7dc12a.jpg" title="8.jpg" alt="8.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 0em "Krios™ G3i 冷冻透射电子显微镜/span/pp style="text-indent: 2em "strong4)西湖大学冷冻电镜采购项目揭晓:赛默飞1.53亿元中标/strong【a href="https://www.instrument.com.cn/news/20181231/478034.shtml" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "详情/span/strong/a】/pp style="text-indent: 2em "2018年12月27日,西湖大学“科研仪器设备(第四十一批)”采购项目结果公布,赛默飞Krios G3i等冷冻电镜系统以2225.7255万美元(根据当前汇率,约合1.53亿元人民币)中标。/pp style="text-indent: 2em "strong5)上海交大冷冻电镜采购揭晓:赛默飞1.05亿元中标/strong【a href="https://www.instrument.com.cn/news/20181231/478035.shtml" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong详情/strongstrong/strong/span/a】/pp style="text-indent: 2em "2018年12月26日,“上海交通大学冷冻电镜系统”采购项目结果公布,赛默飞Krios G3i和Talos F200i分别以1094.8万美元(根据当前汇率,约合7527.3万元人民币)、438.5万美元(根据当前汇率,约合3014.9万元人民币)中标,总中标金额为1.05亿元。/pp style="text-indent: 2em "strong....../strongbr//p
  • 美国NREL-研究人员应如何测量基于钙钛矿的单片多结太阳能电池的性能?
    【重点摘要】由国家可再生能源实验室(NREL)的研究团队发表如何从校准实验室的角度来衡量钙钛矿基单片多接面太阳能电池的性能。对钙钛矿多接面太阳能电池进行精确的标准测试条件(STC)测量至关重要,但具有挑战性。提出了优化的测量方法,能够实现精确的性能特征化。标准化、与生产相关的量化协议持续进步是实现商业可行性的关键。【研究背景】钙钛矿多接面太阳能电池(PVSK MJs)在与硅能源电池结合时已经取得了显著的功率转换效率提升,效率超过30%。这些高效率是在标准测试条件(STC)下报告的,以便进行比较。准确的多接面太阳能电池在STC下的性能测量至关重要,但比单接面器件更加复杂,需要进行光谱模拟并限制每个子电池。需要谨慎的方法,因为快捷方式可能导致误导性的效率评级。【研究结果】提出的钙钛矿多接面太阳能电池的优化测量方法能够在标准测试条件下准确地表征电流-电压曲线和效率评级。通过调整模拟光谱和平衡每个子电池的电流,可以避免与快捷方法相比的误导性能评级。正在开发的高通量测量程序展示了减少测试时间一个数量级而不影响准确性。进一步改进加速测试协议并在研究团队间标准化方法可以促进持续的效率提升。在标准条件下准确评估效率仍然对评估新型多接面结构中的损失机制至关重要。【研究方法】准确测量PVSK MJ性能需要具有光谱可调的太阳模拟器来调节照射在器件上的光谱。测量过程包括确定每个子电池的光谱响应,调整模拟器光谱以实现电流匹配,并在STC下测量IV曲线和功率输出。讨论了在无法使用光谱模拟器时的常见错误和准确性评估方法。【结论】准确的标准测试条件(STC)下的钙钛矿基多接面太阳能电池测量需要具有光谱可调的太阳模拟器。优化的定量方法包括确定每个子电池的光谱响应,调整模拟器光谱以实现电流匹配,并在STC下精确测量功率输出。随着钙钛矿子电池的串联太阳能电池快速发展,防止误导性效率评级的需求使准确的标准测试量化变得更加迫切。最近更新的IEC 60904-1-1要求对于多接面测量中使用的模拟器提出了严格的规范,包括可调输出光谱范围为300-1700nm,符合AM1.5G标准,平均光谱不匹配率低于6%(A++等级)。这种最先进的设备克服了以往双源系统的可靠性问题。Enlitech的SS-PST利用创新的单氙弧灯基础的光谱控制,独特地满足这些新一代标准。Enlitech SS-PST在400-1100nm波长范围内的光谱偏差为11.2%,在300-1200nm范围内为13.1%。300-1700nm的输出光谱可以满足AM1.5G光谱的要求,平均光谱不匹配率低于6%(IEC 60904-9:2020)。输出光谱可调。校准设施采用这些先进工具有望有助于保持使用校准设备的各组报告性能值之间的一致性。朝着负担得起且标准化的定量技术取得进展是促进高效率多接面概念转化为具有商业竞争力的光伏产品的重要基础。可靠的准确测量消除了最终制造规模扩大和部署具有超越传统技术效率潜力的钙钛矿串联结构的障碍。Figure S1.左图:随着钙钛矿/Si串联电池顶部钙钛矿结构的辐照变化,VMPP、IMPP和ISC的变化。右图:二接面电池的示意IV曲线及其组成部分结构,其中顶部结构限制了电流。图S2. 左图:双结钙钛矿/钙钛矿电池的光电流-电压曲线。右图:顶部钙钛矿结构的辐照变化与双结钙钛矿/钙钛矿串联电池的VMPP、IMPP和ISC的关系。
  • Fluxim发布多通道太阳能电池稳定性测量系统新品
    多通道太阳能电池稳定性测试系统整合了AAA级稳态LED太阳光模拟器和56通道的独立测试单元,配合光强稳定反馈控制系统和光谱调节功能,同时密闭的腔室可对样品的温度、湿度等进行控制,达到ISOS测试要求,从而对太阳能电池的长时间稳定性进行准确的测量与分析。 主要特点: * 集成了A++AA+级/AAA级稳态LED太阳光模拟器; * 寿命超过10000小时的LED灯; * A++级/A级光谱,并可根据应用调节; * 光强稳定性反馈控制系统; * 多达56通道的多路数据采集系统; * 高精度JV和稳定性测量; * 最大功率点追踪,Voc和Jsc每个通道独立选择; * 扫描电压±10V; * 最大电路50mA/通道; * 温度控制范围RT~150℃; * 测试环境控制(氧气、湿度度);创新点:1)多达56通道测试;2)整合3A级LED太阳光模拟器3)温度、湿度和光照强度控制4)长时间太阳能电池稳定性测试5)LED灯泡长寿命,A级或A+级光谱6)自动化程序控制多通道太阳能电池稳定性测量系统
  • 浅谈国际模拟环境试验设备发展趋势
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "环境试验设备经历了由单一环境因素模拟向多环境因素模拟,从静态模拟到动态模拟,由简单控制到微机全自动控制的发展过程。目前的发展方向是“更快、更好、更省”,并呈现以下特点:/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "(1)试件尺寸:从小尺寸向大尺寸、全尺寸方向发展,试样从材料向构件、整机发展;/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "(2)提高环境因素模拟精度:如目前模拟太阳辐射的光源主要是氙灯,尽管氙灯的光谱与太阳光谱接近,但光谱上某些点段相差较大。实践表明这些差别对有些材料样品的试验结果有影响,国外一些厂家在积极寻找新的光源。另外对氙灯光强的控制正在由点段控制向全光谱段控制方向发展。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "(3)自然环境试验从典型环境向严酷与极端环境发展,向自然环境加速试验发展,向实验室模拟自然环境加速试验发展,并开始应用计算机数字仿真技术。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "(4)采用新的控制技术:大量采用计算机领域内的新技术,如显示触摸屏技术、span style="font-size: 16px font-family: " times="" new=""PLC/span技术、现场总线技术等。试验过程的检监测技术已向现场连续观察与检测方向发展,并对观察与检测结果实现远程传输。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "(5)更接近于实际环境的综合箱:如振动试验箱已经发展成为三综合(温度、湿度、振动)、四综合(温度、湿度、低气压、振动)试验箱,并且出现了多维振动试验箱;腐蚀试验箱由单一腐蚀试验向循环腐蚀试验(腐蚀-湿热-干燥-腐蚀)箱方向发展。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "(6)大型综合专用设备:为适应各行各业的需要,研发制作大型综合专用的环境试验设施,如美国陆军阿伯丁靶场的兵器环境试验设备能让车辆在行驶道路条件下,模拟低温、高温、湿热、低气压等多参数组合环境。该设备有span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "1000msup3/sup/span、span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "145msup3/sup/span和span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "45msup3/sup/span三个环境试验室,采用一套空气制冷系统和各自独立的电加热设备。在大型环模设备中首次成功采用了空气制冷。该设备最大试验室空间尺寸为span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "16m× 8m× 8m/span(长× 宽× 高),温度范围为常温span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "~50℃/span,相对湿度可到span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "85× (1± 0.05)%RH(≤40℃)/span,模拟的最大太阳辐射强度为span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "1kW/msup2/sup/span,模拟的最大风速为span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "35m/s/span。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "(7)重视各种试验数据的管理和应用:发达国家以数据库、数据手册、标准规范等集成性成果作为其共享与保护的手段,同时为研究、设计和技术改进提供了科学依据,避免了设计的盲目性。美军在自然环境试验中,经过长期系统的环境试验数据积累,出版了腐蚀手册,开发了新的耐候材料和产品,并制定了大量的材料生产、产品设计、工程设计等一系列标准和规范。美国制定的各类环境试验方法标准,为世界各国普遍采用,其中不少已成为国际标准。如美国著名的《尤利格腐蚀手册》、《军工材料与构件环境适应性数据汇编》等集成性成果已在全世界推广应用,形成了一种独立的知识产权,实现了材料与产品环境试验数据面向全社会的共享与服务。日本也十分重视自然环境适应性数据共享与保护。他们大约有span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "40/span个大气环境试验站,并形成网络体系,通过对原始数据的分析处理,建立共享服务数据库,面向社会为国家重点工程、项目研究、材料生产与应用部门提供数据服务。英国共有各类大气暴露场span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "40/span个左右,仅钢铁研究协会就有span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "8/span个,其中最大的是卡林顿暴露场。对于各试验站产生的环境试验数据,他们通过环境数据采集自动化、测试数据数字化和数据汇交格式标准化,建立完善的国家试验站网计算机网络。以关键材料、通用零部件、核心元器件等基础产品为对象,系统积累它们在各类环境中的环境因素及环境适应性数据,研究其与这些环境相互作用、性能演变及失效机理。为环境严酷度评估、装备产品环境适应性评价、实验室加速试验方法研究、环境试验标准制定、数据共享等提供技术支撑和服务。如英国皇家化学会数据库span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "(RCS)/span等,都通过大型数据库实现数据资源的有偿使用,有力促进了数据资源的推广与应用。/span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="font-size: 16px "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 280px height: 250px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/07635131-5027-48ed-a1c9-48fd8d31b2ed.jpg" title="试验箱.jpg" alt="试验箱.jpg" width="280" height="250" border="0" vspace="0"//span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="text-indent: 2em " /spanspan style="text-indent: 2em "环境试验设备发展趋势/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "1. 提高加速性和相关性/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "加速性和相关性本身是相互矛盾的,提高加速性一般会牺牲相关性。从试验技术的角度来看,提高加速性并不难,难就难在同时提高加速性和相关性。不管从客户要求或技术发展方面看,提高加速性和相关性是气候环境试验技术的重要发展方向。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "2. 开发多因素综合试验/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "由于材料在自然环境中受到多种复杂因素的综合作用,因而要更真实地再现材料在自然环境中的腐蚀和老化,必须尽可能综合考虑多种自然环境因素。近几年,模拟海洋性气候环境的加速试验方法向多因素试验方向发展。多因素模拟加速试验方法分为多因素组合循环模拟加速试验方法和多因素模拟加速试验方法。多因素模拟加速试验方法由于考虑两个或两个以上主要环境因素的同时作用,能更真实地模拟多种环境因素的协同效应。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "3. 开发环境适应性仿真/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "1992/span年span style="font-family: " times new roman" "7/span月,美国国防部研究与工程署在《美国国防部核心技术计划》中,将“环境影响”列为112项核心技术之一,span style="font-family: " times new roman" "2005/span年的技术目标是对大气、海洋、地球和空间环境在自然和人工平台(如飞机、导弹、舰船等)两方面的影响进行研究、建模和仿真。在建模和仿真的研究方面,美国陆军在阿伯丁试验场、红石试验中心、达格威试验场和尤马试验场,开展自然环境和诱发环境对装备及其材料性能影响的虚拟试验场研究。在环境适应性规律分析和建立数学模型方面,我国学者创造了灰色理论,并在环境影响规律方面得到成功的应用;神经网络仿真模型理论被成功地应用于环境行为规律的建模和仿真。在积累大量可靠基础数据的基础上,实现对装备环境适应性进行仿真是装备环境工程的发展方向和目标。/ppbr//p
  • 1220万!山东大学快速转盘共聚焦显微镜、大型模拟移动床连续色谱等采购项目
    一、项目基本情况1.项目编号:SDJDHD20230655-Z412/SDAK-GK-2023088项目名称:山东大学快速转盘共聚焦显微镜采购项目预算金额:450.000000 万元(人民币)最高限价(如有):450.000000 万元(人民币)采购需求:本项目山东大学快速转盘共聚焦显微镜,预算金额:人民币450万元(包含外贸代理和汇率浮动费用)。本项目共分为 1个包,投标人不得对包中所投货物和服务分解后进行响应。合同履行期限:详见招标文件要求。本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号:SDJDHD20230653-Z410/SDAK-GK-2023089项目名称:山东大学小动物能量代谢系统采购项目预算金额:370.000000 万元(人民币)最高限价(如有):370.000000 万元(人民币)采购需求:本项目为山东大学小动物能量代谢系统,预算金额:人民币370万元(包含外贸代理和汇率浮动费用)。本项目共分为 1个包,投标人不得对包中所投货物和服务分解后进行响应。合同履行期限:详见招标文件要求。本项目( 不接受 )联合体投标。3.项目编号:SDQDHD20230088-H054/QCZ2023-131647048项目名称:山东大学(青岛)大型模拟移动床连续色谱采购项目预算金额:400.000000 万元(人民币)采购需求:标包货物名称数量简要技术要求1大型模拟移动床连续色谱1台详见公告附件或招标文件 合同履行期限:详见招标文件要求。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件1.时间:2023年12月01日 至 2023年12月07日,每天上午8:30至12:00,下午12:00至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:山东大学招标采购管理系统方式:在线下载(投标人在山东大学采购网,点击“投标人注册”,完成后,通过“校外用户登录”,报名并免费下载招标文件电子版。未报名的投标人,不能参加本项目采购活动)。本项目为资格后审,投标人获取招标文件不代表资格审查通过。售价:¥0.0 元,本公告包含的招标文件售价总和2.时间:2023年12月01日 至 2023年12月07日,每天上午8:30至11:30,下午13:30至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:山东大学(青岛)招标采购管理系统在线下载方式:登录山东大学(青岛)招标采购网站(http://www.zbcg.qd.sdu.edu.cn/zb/index.chtml)进行供应商注册,注册完成审核通过后,在获取招标文件截止时间前再次登录系统在线报名本项目,报名审核成功后自助下载招标文件售价:¥0.0 元,本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:山东大学     地址:山东大学中心校区明德楼        联系方式:马老师 0531-88365560      2.采购代理机构信息名 称:山东安康建设项目管理有限公司            地 址:山东省济南市历下区经十路17175号            联系方式:唐老师0531-88909828            3.项目联系方式项目联系人:唐老师电 话:  0531-889098284.采购人信息名 称:山东大学     地址:青岛市即墨区滨海路72号        联系方式:李老师0532-58630095      5.采购代理机构信息名 称:青岛采购招标中心有限公司            地 址:青岛市市南区延安三路220号邮政大厦16层            联系方式:张锡杰、张光旭 15265262977、0532-58760960            6.项目联系方式项目联系人:张锡杰、张光旭电 话:  15265262977、0532-58760960
  • 为太阳能行业提供专业的光谱测量方案——海洋光学圆满参加SNEC展
    2013年5月14日至16日,SNEC第七届(2013)国际太阳能产业及光伏工程(上海)展览会暨论坛圆满举办。海洋光学在展会上首次展示了其为太阳能行业提供的专业的光谱测量方案,包括薄膜测量、透反射率测量和太阳能模拟器测量,引起了高度关注。全新的NanoCalc光学膜厚测量系统解决方案,可以对各类型的太阳能系统生产中的薄膜厚度进行测量。便携、灵活、快速的透反射率检测方案,搭配多种采样附件,在镜片、滤光片、薄膜等多个行业都有广泛的应用。计量级光学测量系统RaySphere,用以测量太阳光模拟器和其他辐射源从紫外线到近红外(350-1700nm)的绝对辐射。太阳能作为已知最为清洁且几乎取之不尽用之不竭的新型能源,是未来科技的重点发展方向。海洋光学致力于为太阳能行业提供专业、便捷的光谱测量方案,为其健康发展&ldquo 保驾护航&rdquo 。
  • 阿泰可发布阿泰可 四立柱轮胎耦合道路模拟环境舱(带阳光模拟)新品
    ATEC阿泰可四立柱轮胎耦合道路模拟环境舱(带阳光模拟)该套整车试验舱为四通道轮胎耦合道路模拟系统,主要由气候模拟试验室主体、升降温装置、新风换气系统、电气控制系统构成。该系统对用于乘用车结构耐久性、驾驶平顺性测试,以及早期模型评估、车身疲劳、异响BSR、噪声振动NVH、乘坐舒适性等测试。可实施整车高低温静态存放试验、如整车除霜、除雾性能试验、整车冷起动性能试验、整车采暖及制冷性能试验、整车热平衡试验、零部件耐高低温试验等。车辆轮距及轴距调整范围大,且采用自动调节,方便快捷,提高设备运行效率盖板采用隔热材料,隔热效果更好,盖板移动采用自动装置,更加便捷 主要技术指标1 温度指标1. 温度范围:-40℃~+80℃;2. 温度均匀度:≤±2℃(空载);3. 温度偏差:≤±2℃(空载);4. 温度控制精度:≤±0.5℃(无热负荷,稳态)≤±2℃(有热负荷,稳态)5. 升温速度:≥1℃/min(全程平均,带车辆,无热负载,出风口测量);6. 降温速度:≥0.7℃/min(全程平均,带车辆,无热负载,出风口测量);7. 湿度范围:10 %R.H.~95%R.H.8. 阳光模拟:红外线光谱辐射灯9. 辐射强度:600~1200W/㎡(可调节)10. 辐射区域(长×宽)6000×2500mm11. 垂直移动距离:辐射灯下距离舱底表面2.5~4.2m可调依据标准GB/T 2423.1-2008 试验A:低温试验方法GB/T 2423.2-2008 试验B:高温试验方法GB/T 2423.3-2006 试验Ca:恒定湿热试验GB/T 2423.4-2008 试验Db:交变湿热试验方法1,2QC/T 413-2002、ISO 16750-4《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验》QC/T 413-2002中关于3.11产品耐温度/湿度循环变化性能的要求ISO 16750-4《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验 第4部分:气候负荷》中5.2温度梯度、5.3.1规定变化率的温度循环、5.6湿热循环、5.7稳态湿热对测试的要求GB /T 2423.24-1995太阳辐射试验IEC60068-2-1:2007 低温试验方法AbIEC60068-2-2:2007 高温试验方法BbIEC60068-2-30:2005 交变湿热试验方法DbIEC60068-2-78:2007 恒定湿热试验方法CabGJB 150.3A-2009 高温试验GJB 150.4A-2009 低温试验GJB 150.9A-2009 湿热试验的试验标准要求 创新点:该套整车试验舱为四通道轮胎耦合道路模拟系统,主要由气候模拟试验室主体、升降温装置、新风换气系统、电气控制系统构成。该系统对用于乘用车结构耐久性、驾驶平顺性测试,以及早期模型评估、车身疲劳、异响BSR、噪声振动NVH、乘坐舒适性等测试。可实施整车高低温静态存放试验、如整车除霜、除雾性能试验、整车冷起动性能试验、整车采暖及制冷性能试验、整车热平衡试验、零部件耐高低温试验等。车辆轮距及轴距调整范围大,且采用自动调节,方便快捷,提高设备运行效率盖板采用隔热材料,隔热效果更好,盖板移动采用自动装置,更加便捷
  • 应用案例I热带水产养殖中模拟和实测的水流与氧气
    在热带鱼养殖场中,尖吻鲈鱼受到越来越多人的欢迎。该鱼类能够在温水环境和含氧量相对较低的环境中存活,但当氧含量降至约3毫克/升以下时,它们的生长速度会减缓,如果氧含量迅速下降,有可能会导致鱼类死亡。本研究的目的是为了更好地了解对于养鱼场的日常操作和环境影响最重要的现场海洋条件。另一个方面是将来自预测模型的模拟水流与实测水流进行对比。围栏里面的氧气含量取决于水流循环和鱼类的本地氧气消耗,以及鱼类食物和排泄物(粪便颗粒)残留物对有机物质的降解。将两个安得拉海洋卫士II(Aanderaa SeaGuardII)多参数系统部署在围栏的外围和内部。在上游部署中,第一个系统放置在系泊中,向上并靠近底部。在下游的部署中,系统颠倒放置,靠近水面(图[1])。测量的参数是水柱中的水流(1米层)、波浪、氧气、盐度、温度和浊度。此外,在其中一个围栏内还安装了测量氧气、温度和盐度的链系统,测量深度分别为水面以下5米和9米。【1】在位置A、B和C安装和部署的安得拉海洋卫士II(Aanderaa SeaGuardII)DCP。A和B用于评估鱼笼对水流速度的影响。第二个系统放置在一个围栏里面, 位置C(红色),用于监测2个不同深度处的氧气盐度和温度。结果表明:在这一位置,水流由潮汐驱动以0至100cm/s的速度运动,在整个水柱的东南方向有一个相当均匀的主水体运移,在有鱼笼的情况下,围栏下游的位置B水流速度出现了很大程度的减缓。【2】位置A和B中预测水流速度(红色)和实际现场测量的水流速度(蓝色)之间的对比。在此位置,渔场运营团队从模型公众号中接收整个水柱的平均水流速度信息。为便于比较,对所有在1m测量单元处测量的水流速度进行了平均,并与模拟结果进行了对比(图[2])。渔场上游的模拟和实测速度对比结果较好,但是当水流速度较大时,模型低估了水流的速度。因为没有考虑到渔场,因此,下游的模型完全高估了下游的水流速度。在此位置,整个水柱在一个主方向上运移,建模相对容易。如果某个位置的水流在不同的深度朝着不同的方向流动,那么此位置的建模将会变得比较困难。在两个不同深度处对溶解氧(DO)进行了测量。在两周的部署期间中,溶解氧主要随潮在60%至100%的空气饱和度之间变化。与9米的深度相比,5米深度处的溶解氧含量有较低的趋势,这可能是由于鱼类喜欢在较浅的深度处聚集。8月12日测得的氧气含量最低,在水深5米和水深9米深度处测得的浓度分别为3.88毫克/升和5.64毫克/升。在同一时期,温度读数和盐度读数没有出现任何的异常[图[3]),这意味着溶解氧水平的下降可能是由于鱼笼内外溶解氧交换不良所致。这种较大的差异表明了连续监测相对于点测量的重要性。在这种研究,溶解氧没有下降到临界水平以下,但监测时间较短。【3】安得拉(Aanderaa)链系统在水面下5米深度处和9米深度处监测到的氧气、温度和盐度
  • UCLA杨扬教授团队以定向成核机制达到钙钛矿太阳能电池效能至25.4%!
    加州大学洛杉矶分校(UCLA)的杨扬教授领导的研究团队在太阳能领域取得了重大进展。他们专注于开发高效光伏材料甲酰胺铅碘(FAPbI3)钙钛矿太阳能电池,研究结果於2023年6月21日被发表在《NATURE》。尽管在室温下结晶过程中存在不希望出现的黄色相,但该团队开发出一种定向成核机制来避免这些相并提高装置性能。他们的创新方法使得装置达到了25.4%的功率转换效率(认证为25.0%)。更令人惊艳的是,该模组在27.83平方公分的面积上,达到了21.4%的认证开路效率。该研究使用Enlitech的QE-R量子效率测量系统和SS-X系列太阳光模拟器进行的效率量测。这些精准且快速的量测设备工具在研究团队的成功中起到了关键作用,提供了整个研究过程中准确且可靠的数据。该研究还包括对钙钛矿薄膜结晶过程以及其光学性质的详细研究。该团队使用了各种方法来监测和分析这些过程,从而对材料的行为有了全面的理解。
  • 富士电波在宝钢金属热模拟项目上中标
    由我司全权代理的日本富士电波公司的2台金属热模拟装置,新型双电源式拉压热模拟Thermemcmastor-Z,新型高频加热式扭转热模拟装置THermecmastor-TS在宝钢特钢研究所金属热模拟项竞标中高价胜出。  这2套装置是继1987年,1991年武钢和宝钢分别导入旧型号热模拟装置Thermecmastor-Z之后,日本公司再次进入中国钢铁业。打破了美国DSI公司Gleeble热模拟近20年独占市场的格局。日本钢铁界拥有富士电波公司仪器达70多台,新日铁等公司已经连续7-8次购买Thermecmastor-Z。相信日本热模拟的导入必定为中国钢铁业的自主创新/自主品牌的建立大有帮助。
  • 藉由以GDA和SnO2形成的分子桥接触的材料介面达成高效且稳定的太阳能电池
    █ 重点摘要最近,陕西师范大学向万春团队利用光焱科技公司的测试设备,开发出以甘蓝胺(GDA)埋入SnO2/钙钛矿界面上分子桥优化钙钛矿太阳电池。该研究结合先进的测试设备与材料开发策略,实现了电池转换效率从22.6%提升到24.7%,并显著改善了稳定性。1. 使用分子改性剂甘蓝胺(GDA)在SnO2/钙钛矿的埋底界面上构建分子桥,从而产生优异的界面接触。2. 通过GDA和SnO2之间的强烈相互作用实现的,明显调节能级。此外,GDA可以调节钙钛矿晶体的生长,产生晶粒尺寸增大且无针孔的钙钛矿薄膜,缺陷密度显着降低。3. 经过 GDA 修改的钙钛矿太阳电池表现出开路电压(接近1.2V)和填充因子的显着改善,从而使功率转换效率从 22.6% 提高到 24.7%。此外,GDA 器件在最大功率点和 85°C 热量下的稳定性均优于对照器件。█ 研究背景钙钛矿太阳能电池因具理论上可达25%的高转换效率,受到广泛关注,但钙钛矿材料易受温湿度影响降解,SnO2与钙钛矿界面难以实现有效电荷传输,使实际效率较预期低,制约了商业化进程。如何提升钙钛矿太阳电池转换效率和长期稳定性是当前研究热点。充分发挥精密量测设备的优势,开发高性能钙钛矿材料与界面工程技术,实现电池效率和稳定性的同步提升,是目前的研究方向。█ 研究成果陕西师范大学向万春团队设计开发出甘蓝胺(GDA)分子材料,优化SnO2与钙钛矿界面。X射线衍射分析表明,GDA调控钙钛矿晶粒生长,生成高质量钙钛矿薄膜,增加晶粒尺寸,降低缺陷密度。此外,GDA 可以调节钙钛矿的生长以形成高质量的薄膜,从而减少缺陷和相关的非辐射电荷复合。因此,经过GDA修饰的 PSC 表现出接近1.2 V的令人印象深刻的VOC和 24.70%的效率,高于对照器件的22.60%和离子类似物醋酸胍(GAAc)修饰的PSC的24.22%,同时迟滞现象减少最后,与对照和GAAc修改的器件相比,GDA 修改也大大提高了最大功率点 (MPP)跟踪和85 °C热量下的器件稳定性。该研究成果发表在《Angewandte Chemie International Edition》█ 研究方法采用设备本研究采用光焱科技AM1.5G太阳光模拟器(AAA class solar simulator)以及Si标准参考电池SRC2020(NREL-certified silicon cell ),量子效率量测设备 QE-R。█ 结果与讨论要点1:分子与SnO2和钙钛矿的桥接作用研究团队选择GDA作为钙钛矿界面改性剂的原因有两方面:其一,GDA具有高热稳定性和良好的溶解性,在界面形成和沉积过程中能够提供稳定的支撑。其二,GDA分子含有羧基和GA基团,可以与SnO2和钙钛矿形成强的配位作用,从而在两者之间建立桥梁,改善界面接触,有助于提高载流子传输效率和减少电荷复合。研究团队通过实验和密度泛函理论计算证明了GDA与SnO2之间的化学相互作用,主要源于GDA中的羧基与SnO2表面的欠配位Sn4+结合。傅里叶变换红外光谱(FTIR)测量也支持了这一观点,显示出GDA分子与SnO2层之间的相互作用。要点2:GDA对SnO2层的改性研究团队使用顶视扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)表征了GDA对SnO2层形貌和粗糙度的影响。GDA修饰导致SnO2表面的纳米粒子层变得更加均匀和连续,粗糙度减小,有利于钙钛矿薄膜的均匀成核和结晶,从而提高界面电荷转移效率。通过紫外光电子能谱(UPS)测量,研究团队观察到经过GDA修饰的SnO2能级发生改变,费米能级上升,有利于界面电荷传输。这些结果进一步表明,GDA修饰影响了SnO2的能级结构,从而改善了PSC界面性能。要点3:下界面改性对钙钛矿层的影响研究团队研究了经过GDA改性和未经GDA改性的SnO2层上钙钛矿层的性能。通过SEM和XRD表征,研究团队发现GDA修饰有助于形成更平坦和致密的钙钛矿薄膜,提高了结晶度。这对于减少电荷缺陷和提高电荷传输效率非常重要。要点4:下界面改性对钙钛矿薄膜结晶的影响通过原位XRD测量,研究团队研究了GDA修饰对钙钛矿薄膜结晶过程的影响。结果显示,GDA改性影响了中间相的形成,导致晶格膨胀。此外,研究团队发现GDA修饰还影响了钙钛矿薄膜的晶粒尺寸和结晶动力学,进一步改善了薄膜质量。要点5:器件性能与稳定性研究团队制备了经过GDA修饰和未经GDA修饰的PSC,并评估了它们的性能和稳定性。结果显示,经过GDA修饰的器件在光电转换效率(PCE)和稳定性方面都表现出优势。GDA改性有助于抑制非辐射电荷复合,提高载流子提取效率,并减少界面陷阱密度。这导致了更高的PCE和更好的稳定性。█ 结论该研究运用精密的光伏测试设备,开发出甘蓝胺分子材料修饰SnO2/钙钛矿界面,显著提升了钙钛矿太阳电池的转换效率和长期稳定性。研究证明先进测试设备的应用为材料开发提供了有力支撐,也为实现高效稳定钙钛矿太阳电池的低成本批量生产提出了新的设计思路。期待不同领域的产学研单位通力合作,加快高效钙钛矿太阳电池的实际应用进程。
  • 阿泰可发布阿泰可整车综合性能环境试验舱(转毂+红外线阳光模拟)新品
    该套环境舱主要用于整车高低温存放试验、整车除霜、除雾性能试验、整车冷起动性能试验、整车采暖及制冷性能试验、整车热平衡试验、零部件耐高低温试验等。该产品主要由气候模拟试验室主体、升降温装置、新风/尾排系统、阳光模拟系统、仓内温度采集系统、电气控制系统构成。采用复叠式螺杆压缩机组分布式IO控制系统应用 l 设备可靠性提高l 压缩机使用寿命延长l 动力平衡好,节能环保l 控制系统更加灵活、可靠 一. 主要技术指标1 温度指标温度范围:-40℃~+60℃;温度均匀度:≤±2℃(空载);温度偏差:≤±2℃(空载);温度控制精度:≤±0.5℃(无热负荷,稳态)≤±2℃(有热负荷,稳态)升温速度:≥1℃/min(带载,发动机不启动,全程平均);降温速度:≥0.7℃/min (带载,发动机不启动,全程平均);负载:汽车,重量≤6吨;依据标准序号试验项目依据标准1汽车起动性能试验方法GB/T12535-20072除霜除雾试验GB11556-20093电机性能试验GB/T 18297-2001(参考)4太阳辐射试验GB /T 2423.24-19955恒定湿热试验方法GB/T2423.3-20066汽车采暖性能要求和试验方法GB/T 12782-20077汽车空调整车性能试验方法QC/T658-2000 创新点:采用复叠式螺杆压缩机组分布式IO控制系统应用 l 设备可靠性提高l 压缩机使用寿命延长l 动力平衡好,节能环保l 控制系统更加灵活、可靠
  • 理论物理所等在超导量子芯片上模拟黑洞的量子效应研究中获进展
    黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一类特殊天体。20世纪70年代初霍金、贝肯斯坦等的研究表明黑洞具有热力学性质:黑洞具有正比于其视界面积的熵;黑洞会以热辐射的形式向外辐射粒子,其辐射温度正比于其表面引力;黑洞的质量、熵和温度等满足热力学第一定律。黑洞的热力学揭示了引力的量子效应。因而普遍认为,黑洞是通向量子引力理论的窗口。   实验检验黑洞的量子效应是颇具挑战性的任务,这是由于这些效应非常微弱,且极难观测。比如一个太阳质量大小的黑洞,其对应的霍金温度只有10-8K ,远低于宇宙微波背景辐射的温度(≈3K)。缺少直接的实验检验也是”引力量子化“理论研究迟滞不前的原因之一。在这样的情形下,人们试图在实验室系统中创造出一个等效的“弯曲时空”并研究相关的效应。这一研究被称作“类比引力”(analogue gravity)。它是由Unruh效应(一个在平坦时空中作加速运动的观测者将看到他处于一个热浴中)的提出者William Unruh于1981年首先提出。近日,中国科学院理论物理研究所研究员蔡荣根和理论物理所博士毕业生、现天津大学理学院量子交叉中心副教授杨润秋,与物理所研究员范桁、副研究员许凯及博士研究生时运豪等合作,在”类比引力“的研究中取得重要进展。该工作在超导量子芯片上观察到“模拟黑洞”的霍金辐射并研究了弯曲时空对量子纠缠的影响。相关研究成果发表在《自然-通讯》【Nature Communications 14, 3263 (2023)】上。这一工作的理论基础是基于蔡荣根和杨润秋等在前期研究提出的模型,即在爱丁顿-芬克尔斯坦坐标下对空间坐标离散化,1+1维的无质量标量场和狄拉克场可以被量子化,并等价于耦合强度随格点位置变化的XY晶格模型;弯曲时空的度规信息则被编码在耦合强度的分布函数中。然而,如何在实验中实现这样一个耦合强度具有特定分布的XY晶格模型是颇有挑战性的问题。本研究利用一个具有10个量子比特与9个耦合器构成的一维阵列超导量子芯片,通过精确控制耦合器使比特之间的等效耦合强度按照从负到正分布实现了1+1维的弯曲时空背景,并观测了准粒子在弯曲时空背景下的传播行为。结果表明,在模拟黑洞的内部准粒子总是有一定概率通过视界辐射出去,其辐射概率满足霍金辐射谱。该团队利用量子态层析技术重构出黑洞外部所有比特的密度矩阵,计算了相应的辐射概率,证实了存在类比的霍金辐射。此外,该团队还在黑洞内部制备了一个Bell纠缠态并对比了平直和弯曲时空背景下的纠缠动力学。这一实验研究为在超导量子芯片中模拟弯曲时空和黑洞的量子效应开辟了新路径。该工作所使用的可调耦合器件由超导国家重点实验室SC5组研究员郑东宁和副主任工程师相忠诚提供。研究工作得到国家自然科学基金、科学技术部、北京市自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项等的支持。日本理化学研究所和北京量子信息科学研究院的科研人员参与研究。超导芯片上的黑洞、弯曲时空耦合强度分布以及部分实验脉冲序列
  • 河南大学宋金生团队通过宏环封装策略实现四噻吩非全融合型有机太阳能电池15.1%高效率
    【重点摘要】提出了宏环封装策略,通过在四噻吩外围导入融合烷基侧链实现。将该策略应用于非全融合四噻吩类受体材料。实现了高达15.1%的转化效率。【宏环封装策略实现高效有机太阳能电池】有机光伏一直被视为下一代可再生能源的重要候选技术。但是其光电转换效率一直无法达到与无机光伏装置媲美的水平。非全融合四噻吩类受体材料被认为是实现高效有机太阳能电池的一个有前景的方法。【宏环结构限制分子构象,提升分子堆积效率】在美国伯明翰南方研究院的最新研究中,通过在四噻吩外围导入环烷基侧链,形成宏环封装结构。这种设计可以锁定中央分子部分的构象,生成平面分子骨架,有利于分子的高效堆积。【对照组件构象扭曲,分子堆积效率降低】相比之下,没有宏环封装限制的对照分子则出现了扭曲变形的构象。这种构象变化会降低分子堆积的有效性,进而影响相关器件的性能。【噻吩宏环受体器件效率达15.1%】基于四噻吩宏环受体R4T-1的有机太阳能电池成功实现了15.1%的高效率。【宏环封装策略指明下一步优化方向】这项研究为构建高性能有机太阳能电池提供了新的思路。随着在分子设计和器件工程方面的持续优化,有机太阳能电池20%效率的目标指日可待。研究使用光焱科技太阳光模拟器SS系列 与量子效率测试系统 QE-R来协助量测。通过在简单的四噻吩上进行宏环封装设计出非全融合受体R4T-1,该结构实现了构象的单一性,消除了分子中心的电子跨效应,并保证了高效电荷传输通道的形成。因此,实现了高达15.10%的转化效率,短路电流密度显著提高至25.48 mA/cm2。图S7. JD40:4T-5和JD40:R4T-1的J1/2-V曲线,(a)空穴型器件和(b)电子型器件。
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