带隙约为1.7 e V的倒置无机钙钛矿太阳电池(IPSCs)由于其元素组成和优异的光、热稳定性,有望成为下一代光伏电池的候选材料。然而,界面处较高的缺陷态密度和能级失配导致光伏性能不如具有相同带隙的有机–无机杂化太阳电池(HPSCs),而使...带隙约为1.7 e V的倒置无机钙钛矿太阳电池(IPSCs)由于其元素组成和优异的光、热稳定性,有望成为下一代光伏电池的候选材料。然而,界面处较高的缺陷态密度和能级失配导致光伏性能不如具有相同带隙的有机–无机杂化太阳电池(HPSCs),而使用界面工程技术利用四丁基碘化铵(TBAI)对倒置器件的光吸收层表面进行处理有效降低了倒置器件的缺陷态密度,抑制了非辐射复合,减少了界面处的载流子积累。最终,空气环境制备的IPSCs的光电转换效率(PCE)由17.10%提升到19.76%,PCE提升约为15.56%。同时,装置的稳定性也得到提升。展开更多
采用有限元法分别对锂离子电池的荷电状态(state of charge,SOC)、内部缺陷(气泡缺陷、析锂缺陷和浸润不完全缺陷)与超声透射特性之间的影响规律进行了仿真分析。首先,利用Voronoi多边形建立了锂离子电池内部的多层多孔结构;其次,在仿...采用有限元法分别对锂离子电池的荷电状态(state of charge,SOC)、内部缺陷(气泡缺陷、析锂缺陷和浸润不完全缺陷)与超声透射特性之间的影响规律进行了仿真分析。首先,利用Voronoi多边形建立了锂离子电池内部的多层多孔结构;其次,在仿真过程中,通过改变正负极材料的力学参数(杨氏模量和密度)实现了锂离子电池不同荷电状态下超声透射特性的提取。仿真结果表明,随着荷电状态的增加,快纵波的声强幅值和慢纵波的声强幅值均呈现线性增加的规律,慢纵波的渡越时间呈现线性减小的规律。随后,对锂离子电池内部不同缺陷形式进行仿真分析。通过对比正常电池和缺陷电池的声透射信息可以发现:当锂离子电池底部存在气泡缺陷时,透射信号的声强幅值显著衰减,且随着气泡厚度的增加,声强幅值的衰减也在增加;此外,随着气泡位置的改变,透射信号的声强幅值也呈现规律性变化;当锂离子电池内部存在析锂缺陷时,透射信号的声强幅值和渡越时间均随着析锂厚度的增加而逐渐减小;当锂离子电池内部存在浸润不完全缺陷时,仿真模型将退化为单相多孔介质,频域中也只存在一个频率成分,且声强幅值存在衰减。研究内容解决了用有限元法对锂离子电池荷电状态、内部缺陷进行模拟处理的问题,且慢纵波波速的仿真结果与理论结果吻合良好。展开更多
在全球能源危机背景下,钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cells,PSCs)凭借高光电转换效率和低成本优势,成为新一代光伏电池的有力竞争者。PSCs经过十余年的快速发展,其光电转化效率已提升至26.1%,展现出广阔的应用前景。然而,钙钛矿...在全球能源危机背景下,钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cells,PSCs)凭借高光电转换效率和低成本优势,成为新一代光伏电池的有力竞争者。PSCs经过十余年的快速发展,其光电转化效率已提升至26.1%,展现出广阔的应用前景。然而,钙钛矿材料固有的缺陷态和环境敏感性,严重制约了器件的长期稳定性,阻碍了商业化进程。为此,通过反溶剂工程引入功能化小分子5'-碘代-3'-辛基-[2,2'-联噻吩]-5-甲醛(IN1712),以调整钙钛矿太阳能电池的缺陷态及提升器件的稳定性。研究表明,IN1712中的羰基和噻吩基团可与钙钛矿薄膜表面未配位的Pb^(2+)离子相互作用,实现有效钝化,减少钙钛矿薄膜中缺陷态的密度及非辐射复合,优化电荷传输性能。同时,通过反溶剂工程引入的IN1712有效抑制了钙钛矿薄膜表面PbI_(2)相的生成,改善了钙钛矿的结晶效果,进一步减少了钙钛矿薄膜中缺陷位点。得益于上述优化,修饰后的器件表现出显著的光电性能,其开路电压从1.10 V提高到1.16 V,填充因子从80.39%提高到83.54%,冠军器件的光电转化效率从21.86%提高到24.09%。更重要的是,IN1712的修饰显著提高了电池器件的湿度稳定性,相较于未修饰器件在相对湿度60%±5%的条件下老化400 h后效率降至60.1%,修饰器件在相同条件下老化800 h仍保持80.1%的初始效率。通过功能化小分子调控反溶剂工程,为实现高效稳定钙钛矿太阳能电池的发展提供了新的策略和理论指导。展开更多
针对工业缺陷检测系统在资源受限环境下难以兼顾检测精度和计算效率的问题,提出了一种基于混合状态空间模型的轻量化工业缺陷检测网络架构。该架构通过设计C2f_EfficientVIM_CGLU模块,将视觉状态空间模型的全局序列建模能力与卷积门控...针对工业缺陷检测系统在资源受限环境下难以兼顾检测精度和计算效率的问题,提出了一种基于混合状态空间模型的轻量化工业缺陷检测网络架构。该架构通过设计C2f_EfficientVIM_CGLU模块,将视觉状态空间模型的全局序列建模能力与卷积门控线性单元的局部特征增强机制深度融合,构建了高效的缺陷特征表征学习框架。引入HSM-SSD(Hidden State Mixer based State Space Duality)机制,采用线性时间复杂度的状态空间建模方法处理长距离依赖关系,显著提升了对不规则形状和稀疏分布缺陷的识别能力。设计Slimneck轻量化特征金字塔网络,通过GSConv(Ghost Shuffle Convolution)稀疏卷积和VoV-GSCSP(Variance of Variance Ghost Shuffle Cross Stage Partial)高效特征融合模块,在保持检测精度的前提下实现了网络参数的大幅压缩。在NEU-DET和APDDD数据集上的大量实验表明,所提网络架构在NEU-DET数据集上的mAP50达到92.13%,相比基线模型YOLOv8n提升9.77个百分点,参数量仅为2.9 M,计算复杂度为7.7 GFLOPs,相比传统的Faster-RCNN方法参数量减少93%以上。在APDDD数据集上的mAP50达到89.68%,验证了方法的良好泛化性能和快速检测能力。该研究为工业4.0智能制造环境下的高效质量检测系统提供了理论基础和技术支撑。展开更多
文摘带隙约为1.7 e V的倒置无机钙钛矿太阳电池(IPSCs)由于其元素组成和优异的光、热稳定性,有望成为下一代光伏电池的候选材料。然而,界面处较高的缺陷态密度和能级失配导致光伏性能不如具有相同带隙的有机–无机杂化太阳电池(HPSCs),而使用界面工程技术利用四丁基碘化铵(TBAI)对倒置器件的光吸收层表面进行处理有效降低了倒置器件的缺陷态密度,抑制了非辐射复合,减少了界面处的载流子积累。最终,空气环境制备的IPSCs的光电转换效率(PCE)由17.10%提升到19.76%,PCE提升约为15.56%。同时,装置的稳定性也得到提升。
文摘采用有限元法分别对锂离子电池的荷电状态(state of charge,SOC)、内部缺陷(气泡缺陷、析锂缺陷和浸润不完全缺陷)与超声透射特性之间的影响规律进行了仿真分析。首先,利用Voronoi多边形建立了锂离子电池内部的多层多孔结构;其次,在仿真过程中,通过改变正负极材料的力学参数(杨氏模量和密度)实现了锂离子电池不同荷电状态下超声透射特性的提取。仿真结果表明,随着荷电状态的增加,快纵波的声强幅值和慢纵波的声强幅值均呈现线性增加的规律,慢纵波的渡越时间呈现线性减小的规律。随后,对锂离子电池内部不同缺陷形式进行仿真分析。通过对比正常电池和缺陷电池的声透射信息可以发现:当锂离子电池底部存在气泡缺陷时,透射信号的声强幅值显著衰减,且随着气泡厚度的增加,声强幅值的衰减也在增加;此外,随着气泡位置的改变,透射信号的声强幅值也呈现规律性变化;当锂离子电池内部存在析锂缺陷时,透射信号的声强幅值和渡越时间均随着析锂厚度的增加而逐渐减小;当锂离子电池内部存在浸润不完全缺陷时,仿真模型将退化为单相多孔介质,频域中也只存在一个频率成分,且声强幅值存在衰减。研究内容解决了用有限元法对锂离子电池荷电状态、内部缺陷进行模拟处理的问题,且慢纵波波速的仿真结果与理论结果吻合良好。
文摘针对工业缺陷检测系统在资源受限环境下难以兼顾检测精度和计算效率的问题,提出了一种基于混合状态空间模型的轻量化工业缺陷检测网络架构。该架构通过设计C2f_EfficientVIM_CGLU模块,将视觉状态空间模型的全局序列建模能力与卷积门控线性单元的局部特征增强机制深度融合,构建了高效的缺陷特征表征学习框架。引入HSM-SSD(Hidden State Mixer based State Space Duality)机制,采用线性时间复杂度的状态空间建模方法处理长距离依赖关系,显著提升了对不规则形状和稀疏分布缺陷的识别能力。设计Slimneck轻量化特征金字塔网络,通过GSConv(Ghost Shuffle Convolution)稀疏卷积和VoV-GSCSP(Variance of Variance Ghost Shuffle Cross Stage Partial)高效特征融合模块,在保持检测精度的前提下实现了网络参数的大幅压缩。在NEU-DET和APDDD数据集上的大量实验表明,所提网络架构在NEU-DET数据集上的mAP50达到92.13%,相比基线模型YOLOv8n提升9.77个百分点,参数量仅为2.9 M,计算复杂度为7.7 GFLOPs,相比传统的Faster-RCNN方法参数量减少93%以上。在APDDD数据集上的mAP50达到89.68%,验证了方法的良好泛化性能和快速检测能力。该研究为工业4.0智能制造环境下的高效质量检测系统提供了理论基础和技术支撑。
