基于模糊综合法的光伏发电项目风险评价方法及其应用研究

结合我国光伏发电项目的发展特点和基本属性,采用风险鉴定、风险元层次分析、风险表征3个步骤,充分考虑了光伏发电项目从筹备到实施到运营的全过程,对光伏发电项目涉及的风险单元进行识别鉴定,构建基于技术性、自然、环境、政策、市场、生命周期、经营管理、并网风险等8个风险评估指标层次体系,采用ANP-TOPSIS组合的方法,建立光伏发电项目的评估模型。通过对实例进行应用,表明该方法的实用、有效性,以期为光伏发电项目的方案制定及产业建设发展提供有益参考。

非均匀激光照射下光伏电池组合方式对输出特性的影响

为了探索光强均匀性对光电池组件整体光电转换效率的影响,采用波长为808nm、输出光强可调的半导体激光束照射两片单结砷化镓电池,实验测量光电池在串联、并联组合方式下不同光功率密度激光照射时的输出特性,结果表明,当照射到两光电池上的激光功率密度相同时,两种连接方式下组件的光电转换效率基本相同,都在46%左右;当照射到两光电池上的激光功率密度不同时,串联方式下组件的光电转换效率低于并联时的效率。该结果可由光电池的等效电路理论得到解释。因此,在光强分布复杂的情况下,对光电池的组合方式进行合理选择,可以有效地保证光伏组件整体的光电转换效率。

CdS纳米颗粒填充的自支撑多孔硅光致发光特性

为了研究CdS纳米颗粒填充的自支撑多孔硅的光致发光特性,选用电阻率为0.01~0.02Ω·cm的P型硅片,先采用二步阳极氧化法制备自支撑多孔硅,再利用电泳法将CdS纳米颗粒填充入该自支撑多孔硅中.采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析、X射线衍射分析、光致发光谱分析对所制备样品的形貌、相结构、组份及发光性能进行研究.实验结果表明：自支撑多孔硅内部成功填充了CdS纳米颗粒,该CdS纳米颗粒衍射峰为（210）;CdS纳米颗粒填充的自支撑多孔硅光致发光峰峰位发生红移,且从570nm转移到740nm;电泳时间直接影响CdS纳米颗粒的填充量,导致相关的发光峰强度及发光峰位明显不同.

三波长激光照射下砷化镓聚光电池光电转换效率的研究

三结砷化镓叠层电池(InGaP/GaAs/Ge)耐强光、光电转换效率高且温度特性好,是激光无线电能传输系统中光电转换组件的理想材料。基于三结砷化镓叠层电池的光谱响应曲线,以532、808和980nm三种波长激光组合入射,在保证入射总功率密度为2W/cm2的条件下,研究了三种波长入射激光的不同功率配比对其光电转换效率的影响。结果表明,在532、808和980nm三种波长入射激光功率配比为7∶8∶5时,光电转换效率最高,为33.549%。该研究对提高三结砷化镓电池的转换效率有一定的应用价值。

基于四象限探测器的激光束二维扫描跟踪系统的研究

在激光作为能量载体给远程移动设备如无人机充电的过程中,为确保接收端能精准接收到从发射端发射来的激光束,设计了一套基于四象限探测器的激光束二维扫描跟踪系统。该系统通过实时测量入射激光的光斑中心相对于四象限探测器中心的偏移量,利用监控和控制计算机、控制柜以及二轴转台构建闭环控制系统,可实现激光对移动目标的实时跟踪。测试结果表明,当移动目标在距离激光束发射端高1m、横向宽度30cm的区域内以不大于5cm/s的速度移动时,该跟踪扫描系统可较准确、实时地跟踪移动目标。

预氧化处理对MP35N合金高温氧化行为的影响

目的 探索并优化合金成分、工艺以获得致密稳定的预氧化膜,提高合金抗氧化能力。方法 利用非自耗真空电弧炉熔炼合金,在真空容器中加热金属及其氧化物粉末获得平衡氧压。通过莱茵装置进行预氧化实验。通过FactSage计算Co-Ni-Cr-Mo-Al-Si体系的合金组织相图及其氧化相图,利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜对预氧化的试样进行物相分析。结果 在1000℃、10^(–17)atm氧压下预氧化,未含Si的MP35N合金表面出现Cr_(2)O_(3)氧化物;随着Si添加量的增加,表面氧化物变为(Al,Cr)_(2)O_(3),以Cr_(2)O_(3)为主,内氧化物为Al_(2)O_(3);当Si含量(质量分数)为3%时,内部形成了近乎连续的带状Al_(2)O_(3)氧化膜。在1 000℃、10^(–25) atm氧压下,合金表面形成连续的Al_(2)O_(3)膜;在1 000℃、10^(–17) atm氧压下,Co-Ni-20Cr-10Mo-4Al-1Si合金预氧化后的外氧化膜为Cr_(2)O_(3),内氧化物为Al_(2)O_(3);随着氧压的提高,在空气气氛下合金表面生成尖晶石相氧化物。在1 000℃、10^(–17)atm氧压下预氧化1、5、10h,Co-Ni-20Cr-10Mo-4Al-1Si合金表面外氧化膜为Cr_(2)O_(3),内氧化物为Al_(2)O_(3),随着时间延长至20 h,合金表面形成连续的Al_(2)O_(3)膜。结论 随着Si添加量的增加,Al元素的活度不断升高,从而提高了Al_(2)O_(3)的形成驱动力,提升了Al元素的扩散系数,有更多的Al元素扩散至合金表层,有利于Al元素的选择性氧化。预氧化氧压的降低和氧化时间的延长,有利于保护性外氧化Al_(2)O_(3)膜形成,可有效提高合金的抗高温氧化性能。

铝锰压铸铝合金铸造性能的正交试验研究

选取锰、镍、硅和钛等4个合金元素,设计了L_(25)(5^(4))正交试验方案,探讨了锰、镍、硅和钛元素及其含量对铝锰压铸铝合金的熔点、凝固温度区间和流动性等铸造性能的影响。结果表明,对铝锰压铸铝合金流动性影响的主次顺序为Ti、Mn、Si和Ni元素。当合金成分(wt%)为Al-0.6Mn-0.1Ni-0.1Si-0.0Ti时,铝锰压铸铝合金具有最佳的流动性。铝锰压铸合金的熔点为663.2℃,比ADC12压铸铝合金的熔点高75.9℃;该压铸铝合金凝固温度区间为28.6℃,比ADC12压铸铝合金的凝固温度区间56.2℃小27.6℃,该铝锰压铸铝合金的流动性与ADC12压铸铝合金流动性相当。

轨迹可控的微型水母机器人研制

为解决微型机器人在较小机身尺寸下实现高效轨迹控制的难题,设计并研制了微型仿水母机器人JRT,其由气室、重心调整机构和仿水母推进器三部分组成,尺寸仅为6.8 cm×5.3 cm,可通过重心调整机构和仿水母推进器协同控制有效实现水下轨迹可控.水下实验验证了机器人JRT沿竖直方向游泳和悬停、水平定向游泳以及水平弹射功能,并通过对机器人JRT沿竖直方向和水平方向游泳过程中的力平衡关系和运动状态数据分析提出了轨迹控制方案,测得水平定向游泳的速度可达到1.7 cm/s,轨迹偏差为0~3.4 cm,展现了微型仿水母机器人JRT较好的轨迹控制能力,可见其在水下资源勘查、环境监测等领域的应用潜力.

2618铝合金新型固溶处理工艺研究

对不同固溶处理方式后的2618铝合金挤压态显微组织进行了观察与分析,并测定了固溶处理前后的硬度变化。结果表明:挤压态2618铝合金主要是由α-Al、Al9FeNi、Al7Cu2Fe和少量细小的Al2Cu相组成;在恒温+升温固溶处理时,随着固溶温度升高,2618铝合金的硬度先升高后降低,在547℃时达到最大值,比恒温固溶处理2618铝合金的硬度提高6.1%,且合金未出现晶粒粗化和过烧现象。在恒温+升温+降温升温循环固溶处理时,随着循环次数的增加,2618铝合金的硬度同样先升高后降低,在2次循环固溶处理时达到最大值,比恒温固溶处理2618铝合金的硬度提高14.5%,合金也未出现晶粒粗化和过烧现象。恒温+升温固溶处理或恒温+升温+降温循环固溶处理能有效提高2618铝合金的固溶效果和力学性能。

高效柔性钙钛矿太阳电池的研究进展

钙钛矿太阳电池(PSC)具有高光电转换效率(PCE)、低成本、易采用溶液法制备等特点,在发展轻薄、便携的柔性太阳电池方面有独特优势,可用于可穿戴设备、光伏建筑等领域。由于在柔性衬底上沉积均匀和高质量的钙钛矿薄膜颇具挑战性,目前,单结柔性钙钛矿太阳电池的PCE虽已经达到24.08%,但仍落后于刚性钙钛矿太阳电池(认证PCE为26.1%);此外,柔性钙钛矿薄膜在制备和弯曲循环过程中会不可避免地产生晶界裂纹,这也为柔性钙钛矿太阳电池的稳定性和可靠性带来巨大挑战。系统地评述了提升柔性钙钛矿太阳电池PCE和稳定性的研究进展,从柔性衬底、晶粒调控、晶界增强、界面钝化及结构优化等不同角度进行了归纳总结,并对柔性钙钛矿太阳电池未来发展存在的问题和挑战进行了展望。

基于织构表面的摩擦静电发电机制备及其输出性能研究

摩擦电纳米发电机(TENG)是基于摩擦生电和静电感应复合原理将机械能转换为电能的一种新型能源获取方式.本文采用模板法制备了几种不同参数的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微圆柱结构,并组装成TENG,实验研究了接触区表面积、外加载荷对TENGs输出性能的影响.结果表明,圆形微柱阵列的存在有效提高了TENG的作用面积及电输出性能,相同载荷下,电输出随微柱间距离减小而增加,在间距为15μm、载荷为5 N时,输出的平均开路电压和短路电流分别为88 V和15μA,是同等条件下、微柱间距为50μm电输出的1.5倍以上;电输出随载荷增加呈准线性增加,ANSYS软件模拟载荷作用下PDMS微圆柱织构的变形行为,结果表明,压力作用下,微圆柱主要发生压缩变形,基底的变形导致微柱与上电极之间产生侧向摩擦,从而产生更多电荷,提升了电输出性能.

Q195钢双镀Galfan合金镀层组织及耐蚀性

为在结构钢件表面获得质量优良的高耐蚀性Galfan合金镀层,尝试在450℃先预镀纯锌再浸镀Galfan合金的双镀方法,并研究预镀时间和浸镀时间对镀层组织及耐蚀性的影响。结果表明,450℃预镀5 s以上的纯锌后再浸镀Galfan合金,镀层表面质量优良。镀层主要由Fe_2Al_5-Znx、FeAl_3-Znx和合金液的凝固组织组成,没有Fe-Zn化合物。随预镀时间增加,FeAl3-Znx+G(液相凝固组织)层变厚;随浸镀时间的增加,Fe_2Al_5-Znx层厚度逐渐增加,并逐渐形成FeAl_3-Znx层。FeAl3-Znx+G两相层在浸镀60 s以下均能稳定存在。通过电化学测试发现,双镀Galfan合金镀层耐蚀性明显优于纯锌镀层,但延长浸镀Galfan合金时间会降低镀层的耐蚀性。

42CrMo钢离子氮碳氧多元共渗及动力学分析

以42CrMo钢为材料,通过在离子氮碳共渗过程中添加空气进行离子氮碳氧多元共渗。采用扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计对渗层形貌、渗层厚度、渗层物相和截面硬度进行分析。研究结果表明,在传统离子氮碳共渗过程中添加适量的空气具有显著的催渗效果,且以空气流量为0.3 L/min的效果最佳,截面硬度也得到大幅度提高。离子氮碳氧多元共渗中氮原子的扩散激活能从传统离子氮碳共渗的56.12 k J/mol降低到25.27 k J/mol。同时,对离子氮碳氧多元共渗的机理进行了分析。

高温快速盐浴渗氮提高拖拉机曲轴性能

为提高拖拉机曲轴盐浴渗氮效率,选择用于生产拖拉机曲轴的常用材料45钢,分别进行不同保温时间的高温快速盐浴渗氮和常规盐浴渗氮。利用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和电化学工作站对渗层的显微组织、物相、硬度和耐蚀性进行了测试和分析。研究结果表明:经过660℃×20 min高温盐浴渗氮处理后化合物层的厚度与560℃×140 min常规盐浴渗氮相近,表明高温盐浴渗氮可以显著缩短渗氮的时间。在化合物层厚度相近的情况下,高温盐浴渗氮处理后渗层中γ'-Fe4N相含量从常规盐浴渗氮的0.46增加到0.61,同时,截面最高硬度从常规盐浴渗氮的702提高到784 HV0.01,并且耐蚀性能也获得了提高。该研究可为提升盐浴渗氮技术应用于45钢拖拉机曲轴表面改性工艺方案提供参考。

空气预氧化与盐浴预氧化对盐浴渗氮催渗效果的对比

以45钢为试验材料,采用空气炉和盐浴炉两种方式进行预氧化,随后进行相同工艺的盐浴渗氮处理。对比分析两种预氧化方式对盐浴渗氮效率和组织性能的影响。利用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、电化学工作站和扫描电镜对样品的显微组织、物相、硬度、耐蚀性和表面形貌进行了测试和分析。预氧化试样表层物相分析发现,盐浴预氧化和空气预氧化处理45钢表面均形成含有Fe_3O_4的氧化膜,但是随着保温时间延长盐浴预氧化处理试样表面氧化膜中的Fe_3O_4含量增速更快、含量更高,且具有更大的比表面积,在随后的渗氮处理中容易被还原。盐浴预氧化(350℃×45 min)后进行盐浴渗氮(560℃×120 min),化合物层厚度达到了20.8μm,显著地提高盐浴渗氮效率,是相同工艺参数空气预氧化后盐浴渗氮所获得化合物层厚的1.6倍。同时能改善渗层组织性能,耐腐蚀性能提高。

离子氮碳共渗与离子渗氮复合处理对45钢组织与性能的影响

为进一步提高渗层厚度及渗层性能,对45钢进行离子氮碳共渗与离子渗氮复合处理。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和光学显微镜对渗层厚度、物相组成、截面与表面硬度、渗层脆性进行了分析。结果表明,复合处理可使45钢获得比单一离子渗氮或离子氮碳共渗更快的渗速、更优的性能。相同的处理时间下,复合处理渗层厚度比单一离子渗氮或离子氮碳共渗大幅度增加,有效硬化层比单一离子渗氮增加约35μm,提高约1倍,同时渗层脆性显著降低。物相分析表明复合处理后化合物层中ε相和γ'相的相对含量发生了变化,即ε相增多,而γ′相减少。

同时检测沙门氏菌和炭疽杆菌磁致伸缩生物传感器制备与应用

为探索2个磁弹性生物传感器进行串联是否会存在耦合干扰,继而影响各自的检测精度,该文以磁致伸缩带材（2 826 MB Metglas TM）为传感器膜片,不同种类噬菌体为生物识别元件,制备了可同时检测沙门氏菌和炭疽杆菌2种病菌的磁致伸缩生物传感器系统。采用物理吸附法在部分磁致伸缩传感器表面固定了对沙门氏菌具有检测专一性的E2噬菌体,用于检测沙门氏菌;部分磁致伸缩传感器表面固定了对炭疽杆菌具有检测专一性的JRB7噬菌体,用于检测炭疽杆菌。在磁致伸缩传感器表面固定噬菌体后,采用牛血清蛋白作为阻滞剂覆盖没有固定噬菌体的局部区域,防止检测中非专一性细菌吸附导致的检测误差。同时,制备了一种没有固定任何噬菌体只覆盖牛血清蛋白阻滞剂的参考传感器,目的是探索牛血清蛋对被检病菌吸附到传感器表面的阻滞效果。在检测过程中,传感器由磁场定位,将传感器浸入到病原体溶液中,吸附细菌后传感器质量增加,导致其共振频率降低。研究发现：所研制的生物传感器系统不存在相互耦合干扰,每种生物传感器能专一性地吸附与表面噬菌体对应的被测病菌。对浓度范围为5×10^5×108 CFU/m L菌液检测还发现,该系统具有良好的检测灵敏度,本研究所采用尺寸规格的传感器灵敏度同单个传感器检测灵敏度一样,为103 CFU/m L。同时,参考传感器浸入到病原体溶液中频率无变化证明了牛血清蛋白阻滞剂可有效消除没有固定噬菌体的局部表面对细菌的非专一性结合。扫描电镜对传感器样品表面进行观察,直观地证明了生物传感器与其目标被测物之间的吸附情况,观察结果为生物传感器对细菌的检测提供了可靠的参考证据。

L-3-(4-吡啶基)-丙氨酸钝化钙钛矿太阳电池界面缺陷

近年来钙钛矿材料因其优异的光电性能而成为光伏领域的研究热点,但调控钙钛矿太阳电池内界面缺陷仍是亟需解决的关键问题之一。本研究在溶液两步法制备钙钛矿光吸收层的过程中引入有机小分子添加剂(L-3-(4吡啶基)-丙氨酸(L-3-(4-pyridyl)-alanine,(PLA))。测试结果显示引入PLA可提高器件的各光电性能参数,含PLA器件的最优能量转换效率为21.53%,而参照器件为20.10%。进一步研究表明引入PLA可延长荧光寿命,降低器件的陷阱态密度(从5.59×10^(16)cm^(−3)降至3.40×10^(16)cm^(−3)),促进界面电荷抽取,抑制载流子复合。器件性能的提升是由于PLA促进PbI2在钙钛矿薄膜晶界处富集及PLA在界面处锚定起到了钝化缺陷的作用。本研究可以为进一步调控钙钛矿太阳电池的缺陷提供借鉴。

45钢离子氮氧共渗与离子渗氮动力学对比研究

在783～843 K温度范围和不同保温时间（30～240 min）对45钢进行了离子氮氧共渗和离子渗氮表面改性处理,对比研究了两种处理方法的动力学。离子氮氧共渗是在离子渗氮的基础上添加流量为0.2 L/min的空气实现的。利用光学显微镜和X射线衍射仪对化合物层显微组织、厚度及物相组成进行了测试和分析。结果表明,添加适量空气可显著促进活性氮原子在基体内的扩散,离子氮氧共渗的扩散系数比普通离子渗氮显著提高,扩散激活能从227.25 k J/mol降低到138.57 k J/mol,从而可达到降低温度或缩短保温时间的效果。同时,计算得到了45钢在783~843 K温度范围内离子氮氧共渗时化合物层厚度与温度T（K）和保温时间t（s）的动力学关系式。

石墨烯碳纳米管复合结构渗透特性的分子动力学研究

采用经典分子动力学方法研究了压力驱动作用下水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透特性.研究结果表明,水分子渗透通过石墨烯碳纳米管复合结构的渗透率明显高于石墨烯碳纳米管组合结构.水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透率随着压强的升高而增大,随着电场强度的增大而减小.考虑了温度和复合结构中双碳管轴心距对水渗透性的影响规律.系统温度越高,水的渗透率越高;随着双碳管轴心距的增加,水的渗透率逐渐降低.通过计算分析水流沿渗透方向的能障分布,解释了各参数变化对水在石墨烯碳管复合结构中渗透特性的影响机理.研究结果将为基于石墨烯碳管复合结构的新型纳米水泵设计提供一定的理论依据.