一般硅基光电二极管对红光或红外光的响应要强于对蓝光或紫外光的响应。本文研究了在硅基二极管表面粘附红色荧光体对375 nm近紫外光响应的增强效应。实验结果表明:红色荧光体层粘附的光电二极管能有效提高对近紫外光的响应度、灵敏度,并且对硅基光电二极管频率响应带宽的影响并不显著。
本文通过磁控溅射法制备了一种独特的SiGe/B五层结构薄膜材料,每层结构包含60 nm的Si60Ge40层和0.55 nm的B层。实验考察了薄膜材料的热电性能,结果表明:B掺杂的溅射时间最佳为30 s;当退火温度为650℃时,薄膜的致密性最好,且在此温度下具有较高的Seebeck系数,最大值为6.75 × 10−4 V/K,电阻率最小值为1.6 × 10−5 Ω•m,其功率因子最大值为0.026 W/(m?K2)。
为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)水管理,本文借助多相流格子Boltzmann模型(LBM)模拟分析了PEMFC碳纸气体扩散层(GDL)内的气液两相输运过程,主要研究了GDL疏水性对气液两相流的影响。结果表明:液态水流路径不仅受到GDL结构形态的影响,而且受到材料疏水性影响。液态水在疏水性弱的GDL中不仅容易沁入,而且容易在孔隙中达到饱和;相反,在疏水性较强的GDL中,液态水很难突破沁入小尺寸孔隙,而从孔径较大的孔隙流通,从而形成毛细力主导的指进流动。
本文运用正交试验法设计电池组风冷结构参数优化试验方案,研究电池组间距递减幅度、上集流板倾斜角度、下集流板倾斜角度等结构参数的变化对电池组温度场、流场以及进出口压差的影响,确定了电池组最优结构:间距递减幅度0.3 mm、上集流板倾斜0°、下集流板倾斜5°;运用实验和仿真的方法,研究具有最优结构的电池组分别在0.5 C、1 C、2 C倍率放电过程的温度变化特性,电池组的最高温度及温度场一致性均能满足要求。
容量衰减与电池循环寿命直接相关。导致锂离子电池容量衰减的原因主要包括:固体电解质界面膜(SEI)的增长、电解液的分解、电极材料结构破坏、活性物质的溶解和相转变等。过充过放电、不良的储存或使用温度等外部因素也会导致电池容量衰减。本文综述了近年来锂离子电池容量衰减机理的研究进展。
利用农作物秸秆生产人造板的产业化技术已经成熟,秸秆人造板项目碳减排计量方法学是进行中国自愿减排碳交易的必要技术依据。基于万华生态板业(信阳)有限公司秸秆人造板的生产工艺,对秸秆燃烧或腐烂、以木材为原料生产人造板(基准线情景)和秸秆用作人造板的生产原料(项目情景)的温室气体排放量进行了分析和评价,探索与研究了适合我国秸秆人造板项目碳减排计量方法,得出了生产 1 m3农作物秸秆板的碳减排量约为1.42 tCO2e。本文可为我国秸秆人造板项目碳减排的计量提供技术指导。
为了研究高渗透率下分布式发电对大电网稳定性的影响,针对不同类型的分布式微源特性,提出了相应的并网控制策略,在此基础上建立逆变型分布式电源发电机的动态模型。通过理论分析和仿真,重点研究了分布式发电并网在不同渗透率下对电网静态电压的影响,分析了发电机转速及频率的动态特性,并探讨了不同控制策略的分布式微源在故障期间对电力系统的影响。仿真分析结果表明:微电网能够对大电网提供电压支撑,但渗透率过大会对电网稳定运行产生不利影响;采用电压源型控制策略的分布式微源,能够对故障后电网电压、频率的恢复起到积极作用。
目前,用于光伏发电预测的物理模型中,斜面总辐照量参数的获取普遍采用通用斜面总辐照量公式,当用于含多安装角度的建筑集成光伏(BIPV)系统时,因其含有多参数、多级算式,导致计算过程繁琐,误差偏大。本文分析了不同地理位置最佳倾角、同一地理位置不同倾角、方位角对斜面辐照量的影响。在此基础上,提出了一种考虑BIPV系统各安装角度的系统斜面总辐照量计算方法,该方法较通用的斜面总辐照量公式简单、准确度高;讨论了该方法用于物理模型进行BIPV系统发电量估算的思路,通过工程试验数据对比,验证了本估算方法的优越性。
化学链氧解耦(CLOU)是基于化学链燃烧(CLC)技术的一种新型燃烧方式,具有CO2内分离的优良特性。具有良好吸氧释氧性能的氧载体是CLOU技术的关键,其宏观层面的反应性决定于其微观层面的晶格氧传输机理,但目前对这种微观机理的研究非常缺乏。本文采用量子化学计算方法——密度泛函理论(DFT)研究CuO氧载体释氧的微观机理,构建了CuO团簇及CuO平板模型,模拟团簇及表面的释氧过程。CuO平板模型释氧包括O原子在CuO内部扩散、表面O2的形成及释放过程。结果表明:CuO(111)表面释氧过程的最高能量势垒为3.16 eV,与实验值3.39 eV接近,低于CuO团簇模型的释氧能量势垒3.51 eV;此外,O原子在CuO(111)内部的扩散势垒仅为0.87 eV,说明CuO(111) 释氧的限制步骤是表面O2的形成过程。
燃料着火延迟时间对采用蓄热自着火方式的微型内燃机非常重要。利用Chemkin-Pro软件,分别对甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷空气混合气在微型内燃机运行工况下进行着火延迟时间模拟计算,探究初始温度(500 K ~ 1 000 K)、压力(1 ~ 10 atm)和当量比(0.6 ~ 1.2)对着火延迟时间的影响。同时分析了微型内燃机扫气不尽的尾气残留组分(N2、CO2和H2O)对正丁烷着火延迟时间的影响。结果表明:在四种燃料中,正丁烷的低温着火延迟特性最佳,是一种适合于采用蓄热自着火方式的微型内燃机燃料;初始温度、压力的提高和当量比的增大有利于燃料着火延迟时间的缩短;尾气残留使得燃料着火延迟时间变长,着火延迟特性变差,尾气各组分的热效应和基元反应对燃料着火延迟有着不同的影响机制。
将多种新能源联合开发利用,使之能够取长补短,是未来新能源发展的重要方向之一。世界第一座太阳能–地热能联合电厂已经建成发电,与其相关的研究工作也已蓬勃开展。从已有的研究结果看,太阳能和地热能主要有两种结合方式——以地热能为主的联合发电系统和以太阳能为主的联合发电系统;研究内容主要围绕提高太阳能、地热能的利用效率,增加系统发电量而展开,根据系统处于稳态和非稳态时不同的运行特征,评估系统的热力性能和经济性能,指出保证系统长期稳定运行应考虑的问题。研究表明,联合发电系统是一种比单一太阳能发电系统或者单一地热能发电系统更加优越的能源利用模式。
为研究夏热冬暖地区居住建筑应对气候变化的适应性,运用TRNSYS动态能耗模拟软件对该地区典型居住建筑能耗进行仿真,制定了居住建筑节能星级评估体系。以广州市为例,分析预测了广州2020年、2050年及2080年的气候变化,并提出应对气候变化的节能措施。研究表明:气温上升1℃,4.0、5.5及6.5星级建筑能耗将分别增长25%、20%及20%;在2080年,气温上升近3.5℃,4.0星级建筑CO2年排放量达53 t/m2,将4.0星建筑升级到5.5和6.5星级,每年可相应减排19.5 t/m2和23.2 t/m2;若以4.0星级建筑当前的CO2排放量为控制目标,则需把建筑围护结构热工性能提升到6.5星级水平,可以实现未来70年减排45%。
本文基于Web of Science的SSCI和SCI-E数据库,利用文献计量学方法,对碳交易研究领域的产出情况进行了数据分析。结果表明:碳交易研究的科研产出整体呈增长态势,其趋势变化与关键事件的时间节点相吻合;美国在碳交易研究领域具有较强的影响力,中国虽然起步较晚,但近年来论文的影响力增长迅速,中国科学院的发文数量位居研究机构第一位;通过关键词的词频分析,本文归纳出该研究领域的五个研究热点,分别为行政政策、市场机制、经济影响、替代效应、环境效应;有不少研究采用了模型工具,论文中采用的模型分析方法主要为投入产出模型、最优化模型和一般均衡模型。