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高效p型隧道氧化物钝化接触太阳能电池发射极配置的设计与优化
摘要 本研究通过对比分析前发射极和后发射极配置,探讨了p型隧道氧化物钝化接触(p-TOPCon)太阳能电池的性能优化问题。研究旨在通过识别具有更优电气性能的架构来克服效率限制,从而为工业应用提供最佳设计策略。使用Quokka3工具进行数值模拟,以评估在相同条件下发射极位置、晶圆电阻率、体载流子寿命和接触选择性的影响。结果表明,后发射极配置具有更好的钝化效果和更高的开路电压(Voc = 715 mV),实现了24.21%的峰值效率;而前发射极设计在光吸收和制造简便性方面具有优势。未来的工作将扩展分析范围,包括n型多晶硅接触,并探索可实现的制造方法,以
来源:Energy Technology
时间:2025-10-11
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优化微孔碳气凝胶载体中的硫负载量,以实现高性能锂硫电池正极
摘要 元素硫的绝缘性质及其复杂的氧化还原反应要求将其封装在碳等电子导体中。本文探讨了硫/微孔碳气凝胶(S/CA)复合材料作为可充电锂硫(Li/S)电池高效、低成本、高性能负极的应用。通过压力诱导熔融扩散技术制备了不同硫与碳比例的S/CA负极。在四种不同的比例中,(硫:碳=70:30)的比例表现出最佳性能。使用(sulfur:CA=70:30)负极的Li/S电池在C/10电流密度下首次放电容量为1308 mAhg⁻¹,并且经过300次循环后放电容量仍保持在约750 mAhg⁻¹。该组合在电流密度范围(0.1–2)C内也表现出良好的倍率性能。循环后通过
来源:Energy Technology
时间:2025-10-11
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在温和的反应条件下,使用固体酸催化剂将邻苯二甲酚(Guaiacol)与乙酸(Acetic Acid)进行C-酰基化反应
本研究探讨了在温和条件下,利用商业化的Aquivion PW87树脂作为催化剂,将木质素衍生的芳香化合物——愈疮木酚(Guaiacol,简称G)与乙酸(Acetic Acid,简称AA)进行直接酰化反应,从而生成高附加值的精细化学品。该反应的产物包括2-甲氧基苯基乙酸酯(MPA)和4-羟基-3-甲氧基乙酰苯酮(p-HMAP),其中p-HMAP具有显著的对位选择性,其对/邻位的摩尔比达到了26:1。相较于传统方法中使用更具危险性和高环境影响的酰化试剂,如酸酐或酰氯,本研究采用乙酸作为酰化试剂,不仅减少了有害物质的使用,还提升了反应的可持续性。通过结合实验与理论分析,我们揭示了该反应中酰化过程的机
来源:ChemCatChem
时间:2025-10-11
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连续流反应器热失控行为的CFD仿真研究
摘要 热失控不仅发生在间歇反应器中,也对连续流反应器的设计构成了重大挑战。连续流反应器主要用于高放热反应,因为它们具有体积小且易于控制反应条件的优点。为了解决当前连续流反应器缺乏热安全性评估的问题,本研究采用了计算流体动力学(CFD)与HJ准则的耦合方法来研究不同操作条件对热失控的影响。研究结果表明,反应器的直径、夹套温度以及反应物的初始浓度是导致热失控发生的关键参数。此外,本研究提出了一种新的方法来帮助识别连续流反应器中的热失控现象,为反应器的安全设计和优化提供指导。
来源:Chemical Engineering & Technology
时间:2025-10-11
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综述:利用废弃催化剂或天然存在的催化剂从木质纤维素生物质中合成呋喃和苯酚的进展:一篇简要综述
摘要 大多数木质纤维素生物质由半纤维素和木质素组成,可以通过使用中等强度的酸性催化剂进行化学预处理来高效地去除这些成分。在催化剂存在下,从回收的半纤维素和纤维素中生产糠醛和酚类化合物是一个新兴的研究领域。由木质素制成的酚类化合物具有许多工业用途,而由半纤维素合成的糠醛则广泛应用于农药、肥料、粘合剂和石油精炼等领域。然而,在这一生产过程中使用传统的酸碱催化剂存在一些局限性,包括反应器腐蚀问题、催化剂难以再生、木质素结构复杂以及成本较高。为了开发低成本的生物精炼技术,有必要用废弃物衍生的化合物来替代这些传统催化剂,以实现糠醛和酚类化合
来源:Canadian Journal of Chemical Engineering
时间:2025-10-11
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综述:光的拓扑准粒子:从自旋-轨道耦合到光子斯格明子
光子拓扑准粒子是一种特殊的光学现象,它模拟了磁性系统中拓扑保护的准粒子特性。这些准粒子具有非平凡的自旋纹理,如磁旋涡(skyrmions)和半旋涡(merons),在多个物理系统中已经得到了实验验证。从超导体、波色-爱因斯坦凝聚体到手性磁体,这些拓扑结构不仅展示了光与物质相互作用的新维度,还为下一代光子技术提供了新的可能性。最近,研究人员通过精确操控电磁场的时空分布,在合成维度中成功构造了光子的拓扑结构,这为光子技术的发展开辟了新的路径。光子的自旋-轨道耦合(SOC)是其拓扑纹理形成的核心机制之一。光子作为自旋-1粒子,其自旋角动量(SAM)与轨道角动量(OAM)之间的相互作用,使得电磁场的自
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-10-11
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利用结构异质超表面实现芯片上的多通道波前操控,以伪造表面波
摘要 由于具有局域场增强和亚波长分辨率的特性,伪表面波(SSWs)在通信、传感和光子学领域具有广泛的应用前景,可通过片上波前操控实现各种功能。然而,传统的用于SSW波前操控的超表面通常仅限于单频或单复用操作,这限制了大容量片上集成器件的发展。为克服这些限制,我们提出了一种结构异质超表面,该超表面由一个中央超耦合器以及两侧的等离子体导波区域组成,用于实现片上多通道SSW波前操控。在这种结构中,超耦合器由具有弯曲I形结构的结构异质超原子构成,这些超原子嵌入在一个双分裂环中。通过独立调节双分裂环和弯曲I形元件的开口角度和旋转角度,可以实
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-10-11
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基于芯片的放大自发辐射源,采用Er3+掺杂的薄膜锂铌酸盐材料
摘要 本文介绍了一种基于Er3⁺掺杂的薄膜锂铌酸盐(Er: TFLN)材料制成的光波导上的片上放大自发辐射(ASE)源。该集成器件在C+L波段实现了9.16 mW的宽带输出功率,相对于吸收的泵浦功率,其斜效率为4.7%。该器件具有较低的传输损耗、较大的模式场,并通过光刻辅助的化学机械蚀刻技术实现了单模传输。 利益冲突 作者声明不存在利益冲突。
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-10-11
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强耦合微腔中混合激子极化子的非线性参数散射
摘要 非线性参数过程在现代光电子学中起着关键作用,它是光放大、量子网络以及纠缠光子对生成的核心基础。与受到弱极化率和严格相位匹配条件限制的纯光子系统相比,激子-极化子对在更低的阈值下就能实现参数散射,这得益于它们之间的强相互作用。尽管已经有关于极化子参数散射(PPS)的报道,但确定性地产生量子关联光子对仍然是一个挑战。本文展示了通过在微腔中利用非线性PPS来生成纠缠光子对的过程,其中具有三个反交叉本征态的强耦合混合极化子为PPS提供了理想的散射通道。远场分布显示信号态和闲置态的极化子占据情况,表明系统已经从瑞利散射转变为非线性参数
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-10-11
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深紫外光子晶体表面发射激光器
半导体激光器以其小巧的体积和高效的光能转换能力,已成为许多领域的重要光源,如光通信、计量和光谱分析等。然而,在紫外(UV)波段,特别是深紫外(<280 nm)区域,传统的半导体激光器仍然面临诸多挑战,如体积庞大、成本高昂、效率低下以及光束质量差等问题。目前,紫外波段的半导体激光器大多依赖于边缘发射激光器(EEL),但这些激光器在光束质量、多模输出以及镜面光损伤方面存在明显缺陷。而垂直腔面发射激光器(VCSEL)则在紫外波段的应用中进展有限,仅在短脉冲光学泵浦条件下实现了一些实验成果。近年来,一种新的半导体激光器——光子晶体面发射激光器(PCSEL)开始受到关注,它有望突破传统激光器在输出功率与
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-10-11
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由纵向电场介导的非线性自旋-轨道耦合在高度聚焦的光中
摘要 聚焦光具有强烈的自旋-轨道耦合(SOC)效应,但这些效应通常局限于焦平面内,无法在远场直接观测到。本文通过在焦平面引入非线性薄膜,证明二次谐波生成(SHG)能够有效地将这些近场SOC特征转化为远场可检测的信号。由于纵向电场在SHG过程中的关键作用,圆偏振泵浦光束会在两个自旋分量中产生拓扑电荷为m = ±1和m = ±3的二次谐波涡旋,这是由于基波的精密聚焦和二次谐波场的准直过程中自旋-轨道耦合效应的级联作用所致。相比之下,线偏振泵浦会在二次谐波场中引起自旋依赖的位移,这种现象归因于横向电场分量与纵向电场分量之间的耦合。此外,
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-10-11
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分层陶瓷封装策略使下一代激光驱动二极管中的钙钛矿纳米晶体具有更强的稳定性
摘要 全无机钙钛矿纳米晶体(CsPbBr3 NCs)在高性能光电子器件方面具有巨大潜力,但其在工作应力下的不稳定性仍然是一个关键瓶颈。本文提出了一种分层陶瓷封装策略,结合了介孔二氧化硅(SiO2)的限域作用和氧化锆(ZrO2)陶瓷涂层,以实现超稳定的CsPbBr3 NCs。介孔SiO2框架作为纳米反应器,用于空间限制纳米晶体的生长;而通过原子层沉积的ZrO285%),还展现了卓越的稳定性:在“双85”(85°C,85%相对湿度)条件下使用720小时后仍能保持100%的光致发光强度;在高功率激光激发(200 mW mm−2,450
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-10-11
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高功率平场DUV-MIR白光激光器可实现电子跃迁与分子振动的同时光谱监测
摘要 本文介绍了一种高功率的平白色激光器,其波长覆盖从深紫外(DUV)到中红外(MIR)的范围,带宽为200–5000纳米(在15 dB时),脉冲能量为1.05毫焦耳,脉冲持续时间为2.5皮秒。该激光器是通过将一个5.5毫焦耳的高功率中红外飞秒激光器输入到一个非线性光学模块中实现的,该模块由充满气体的空心光纤和一种啁啾周期性极化的铌酸锂非线性晶体组成,该晶体能够同时产生第二至第十二谐波。这种四高(高功率、高带宽、高亮度、高重复频率)的白色激光器被成功用于同时探测多种分子、液体和固体的DUV-MIR光谱响应,包括钠铜叶绿素、碳点、乙
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-10-11
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赛季内增强式训练与生物成熟对青少年女子足球运动员慢速和快速伸缩周期功能发展的影响
本研究旨在探讨低频率的跳跃训练(Plyometric Training, PT)对不同成熟阶段的青少年女性足球运动员的伸缩-缩短周期(Stretch-Shortening Cycle, SSC)功能的影响,尤其是慢速(>250毫秒)和快速(<250毫秒)SSC功能的改善情况。研究结果表明,在8周的足球训练基础上加入每周一次的PT,能够显著提升青少年女性足球运动员的慢速和快速SSC功能,无论其处于何种成熟阶段。这一发现为青少年女性足球运动员的训练和预防前交叉韧带(ACL)损伤提供了重要的理论依据。### 一、研究背景与意义足球是一项间歇性运动,其中冲刺和跳跃占到了所有进球的50%以上。因此,提高
来源:European Journal of Sport Science
时间:2025-10-11
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与时间赛跑:如何满足不同年龄段成年划船者的自主需求以及教练的影响
这项研究探讨了成年人的划船运动员在不同年龄阶段,其自主性需求是否得到了不同的满足,并分析了教练角色对这种差异的影响。研究结果显示,随着年龄的增长,成年人的自主性满意度(AS)提高,而自主性挫败感(AF)则降低。此外,教练的存在会降低AS,同时增加AF,但年龄与教练状况之间没有显著的交互作用。这一发现挑战了将老年人视为特殊群体,需要特别关注其自主性需求的传统观点,并提示了社会因素在运动员自主性体验中的关键作用。### 背景与动机体育和运动心理学研究表明,参与体育活动对身体健康和心理健康具有积极影响。尤其是对老年人而言,运动有助于维持身体机能、延缓衰老过程,并提升整体幸福感。然而,尽管近年来参与度
来源:European Journal of Sport Science
时间:2025-10-11
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预测在基于理论的在线干预过程中,不活跃的亲子互动对促进身体活动的参与度和保持率的影响
这一研究聚焦于如何预测和理解那些缺乏足够身体活动的家长与孩子参与在线行为改变干预项目的持续性和参与度。随着现代生活方式的变化,久坐不动和缺乏运动已成为全球范围内的普遍健康问题,不仅影响个体的身体健康,还对心理健康和社会整体福祉造成威胁。因此,许多国家政府和健康组织正在积极推广行为改变干预项目,以帮助家庭成员提升日常身体活动水平。然而,尽管这些干预项目在理论上被广泛接受为有效的证据来源,实际操作中仍面临一些关键挑战,尤其是如何吸引和保留那些最需要帮助但可能缺乏内在动机的人群。在这一背景下,研究团队通过芬兰的一个大规模样本,分析了影响家长和孩子参与在线干预项目的主要因素。他们采用了基于自我决定理论
来源:European Journal of Sport Science
时间:2025-10-11
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关于实验室与田间估算的土壤持水参数之间的等效性及其对结构化农业土壤中氧气扩散建模的影响
土壤水分保持参数(SWRPs)在多个水文和生物地球化学模型中被广泛使用,以模拟土壤中的水分运动、污染物的迁移与命运以及气体扩散等过程。然而,实验室测量的SWRPs与实地测量结果存在显著差异,这可能导致在进行田间决策时出现较大的不确定性。本研究旨在识别实验室和实地测量中SWRPs及由此推导的氧气扩散系数在何种水文条件和尺度下是等效的。通过比较实验室和实地测量得到的 Ultisols 土壤的水分保持曲线,并分析它们对不同尺度下气体扩散模拟的影响,研究发现:在土壤核心尺度(约10厘米)下,实验室和实地测量的SWRPs并不等效。然而,当将这些参数平均到田间尺度时,除了饱和水分含量(实验室为45.36%
来源:Vadose Zone Journa
时间:2025-10-11
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孟加拉国实现粮食安全的纵向趋势、不平等现象及进展
孟加拉国的粮食安全状况一直是全球关注的焦点,尤其是在全球南方国家中,粮食不安全问题尤为突出。尽管粮食安全已被视为基本人权,并在联合国和多个国际组织的政策框架中受到高度重视,但孟加拉国在实现这一目标的过程中仍然面临诸多挑战。本文通过对2005年、2010年、2016年和2022年的家庭收入与支出调查(HIES)数据进行分析,探讨了孟加拉国在不同地区、农业生态区以及社会经济特征下粮食安全的纵向趋势与不平等现象,旨在为实现零饥饿目标(SDG 2)提供科学依据和政策建议。研究发现,尽管孟加拉国的国家粮食安全水平在2005年至2022年间提高了约7%,但截至2022年,仍有近40%的家庭处于粮食不安全状
来源:World Food Policy
时间:2025-10-11
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利用多种同位素和Simmr模型追踪华北地区城乡结合部喀斯特地下水系统中硝酸盐污染的来源及其转化过程
在温带喀斯特含水层中,地下水污染问题日益严重,尤其是受到人类活动的强烈影响和高异质性环境的共同作用下,对氮素污染源的识别成为保护地下水水质的关键任务。传统研究主要关注硝酸盐(NO₃⁻-N)污染,而对同时存在的铵(NH₄⁺-N)污染来源却缺乏充分的证据,导致对氮素污染的整体评估存在不足。本研究首次将一种同位素方法引入济南泉群流域的地下水流动框架中,构建了一个全新的铵-硝酸盐同位素追踪系统,实现了对地下水氮素污染源的全面识别,并通过贝叶斯混合模型(Simmr)对硝酸盐来源进行了定量分析。这种集成方法不仅增强了对关键氮素循环路径的识别能力,还特别揭示了以铵为主导的硝化作用在喀斯特地下水系统中的重要性
来源:Water Resources Research
时间:2025-10-11
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矿山排水废水循环对金矿尾矿围护区砷负荷的影响
这项研究围绕加拿大西北地区黄金矿(Giant Mine)的西北尾矿蓄水区(NW-TCA)展开,重点分析了该区域在矿山运营结束后,如何通过水文过程将含砷的尾矿废水排放到地下含水层中的影响。研究背景显示,Giant Mine自1948年至1999年持续开采黄金,累计产生了1600万吨含砷的尾矿(尾矿含砷量高达2800毫克/千克)。在矿山关闭后,为处理这些高砷含量的尾矿废水,建立了专门的水处理系统,并将废水暂时储存在NW-TCA中。研究目的是理解该区域的水文系统和地下水流动情况,以及如何影响地下含水层的砷污染水平。### 水文与地质背景Giant Mine位于加拿大西北地区的Yellowknife,
来源:Water Resources Research
时间:2025-10-11