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光伏材料范文第1篇

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電材料 轉(zhuǎn)換效率 新進(jìn)展 規(guī)模化應(yīng)用

中圖分類號：TK514 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0002-01

隨著太陽能尤其是太陽能光伏發(fā)電（簡稱“光伏發(fā)電”）的應(yīng)用越來越廣泛，更多新材料和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。本文將著重介紹近期光伏發(fā)電材料技術(shù)的進(jìn)展，并簡述規(guī)模化應(yīng)用趨勢。

1 太陽能光伏效應(yīng)

光伏材料將光能轉(zhuǎn)換為電能，這個過程叫做光伏效應(yīng)。光伏效應(yīng)的過程即半導(dǎo)體材料吸收光子能量，使到半導(dǎo)體中的原子發(fā)生原子能級躍遷，然后釋放電子并形成電壓的過程。入射光子的能量e=hν，（h為普朗克常數(shù)，ν為入射光子的頻率），只有當(dāng)入射光子的頻率達(dá)到一定數(shù)值，使到入射光子的能量e大于半導(dǎo)體能級躍遷并釋放電子所需要的最小能量—— 禁帶寬度，才能使原子能級躍遷并產(chǎn)生電子。

2 太陽能光伏應(yīng)用常見材料特性

根據(jù)NREL的最新光伏轉(zhuǎn)換效率統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)[1]，近年來，光伏轉(zhuǎn)換效率在全世界的各個實驗室不斷被刷新，為光伏發(fā)電的發(fā)展奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.1 多重結(jié)和單重結(jié)III-V族材料

多重結(jié)和單重結(jié)太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率最高，在多重太陽聚焦下，單重結(jié)的效率可達(dá)20%～30%，而三重結(jié)材料的光伏轉(zhuǎn)換效率，可達(dá)到40%。2011年在美國Solar-Junction公司的試驗數(shù)據(jù)顯示最高的轉(zhuǎn)換效率為43.5%[1]。在2006年，Emcore公司推出了有效面積為108mm2的三重結(jié)太陽能電池，其在200余倍聚焦數(shù)下能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到37%[2]。多重結(jié)材料生長制備一般采用金屬有機化學(xué)氣相沉積，這需要精密的材料配比控制和生長速率控制，成本較高，加上重結(jié)III-V族材料如Ga、As和Ge在地殼中的含量還不到10%～5%，綜合考慮下更適用于高密度輻照下的光電轉(zhuǎn)換。

2.2 單晶硅和多晶硅

在硅系太陽能電池中，單晶硅大陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)最成熟。UNSW大學(xué)在2000年以前就已經(jīng)實現(xiàn)25%的單晶硅材料的轉(zhuǎn)換效率。多晶硅太陽電池的出現(xiàn)主要是為了降低成本，其優(yōu)點是能直接制備出適于規(guī)模化生產(chǎn)的大尺寸方型硅錠，制造過程簡單、省電、節(jié)約硅材料，對材質(zhì)要求也較低。弗勞恩霍夫研究所的太陽能系統(tǒng)在2005年前發(fā)表的最高的多晶硅轉(zhuǎn)換效率為20.4%。在實規(guī)模化應(yīng)用中，多為單晶硅產(chǎn)品，其效率在13%～16%左右。

2.3 薄膜技術(shù)

薄膜技術(shù)可采用的材料包括無定型硅、多晶硅、微晶硅以及碲化鎘（CdTe）和銅銦硒（CIS）等，其電池的轉(zhuǎn)換效率從12%～20%不等。薄膜技術(shù)電池可通過薄膜制備方法如射頻建設(shè)、真空蒸發(fā)等將這些材料沉積到玻璃基板甚至柔軟的基板上制作。其制備簡單，轉(zhuǎn)換效率也不低，據(jù)報道，CuInGaSe電池的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到19.2%[3]。由于銅、銦和硒材料資源相對豐富，薄膜技術(shù)制備簡單，其成本低很多，適合大規(guī)模應(yīng)用。

2.4 有機聚合物、無機聚合物和燃料敏化物太陽能電池

目前，這幾種材料仍然在研究、開發(fā)和探索之中。目前實驗室數(shù)據(jù)為有機聚合物的效率為10.6%、無機聚合物的效率為10.1%和染料敏化物的效率為11.4%[1]。這些材料制成的太陽能電池成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于半導(dǎo)體材料，而且可以制備柔軟底板的大面積電池。因其制作成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于半導(dǎo)體材料，而且可以制備柔底板的大面積電池，適合用于建筑物上。

2.5 新興材料

基于薄膜技術(shù)的表面等離子材料，一般用玻璃、塑料或者鋼材來做襯底，這樣可以降低成本。目前的一種方法是通過在薄膜太陽能面板上放置金屬納米粒子，光入射后，金屬納米粒子實現(xiàn)等離子共振然后對光進(jìn)行散射，這樣增加光吸收而無需增加更多的薄膜電池層，從而實現(xiàn)效率的提高，其效率可預(yù)計能達(dá)到40%～60%。

另外一種新型材料是由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的石墨烯。這是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。這種材料的太陽能電池，目前最新研究得到的效率為8.6%[4]。

2.6 其他

基于納米科技的量子點、量子阱和超晶格材料也有不少機構(gòu)在研究。此類型材料的優(yōu)勢一般是可更好地匹配太陽能光譜，但其研究還比較少，目前的效率不高，離穩(wěn)定性和量產(chǎn)化還有一段距離。研究指出[5]，相對于常規(guī)的塊狀太陽能電池，多量子阱、超晶格以及量子點用于光伏設(shè)備可大大提高理論上的最大效率，可實現(xiàn)光伏轉(zhuǎn)換效率達(dá)40%甚至更高。

3 結(jié)語

隨著光伏發(fā)電材料的不斷深入研究和試驗，可以預(yù)測在未來的5～10年，將會有越來越多新型和改進(jìn)型材料的出現(xiàn)，逐步解決材料的吸收問題，效率問題，穩(wěn)定性問題，工藝規(guī)模化生產(chǎn)的成本問題。從規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用的角度看，硅技術(shù)、薄膜技術(shù)和聚合物電池仍為主導(dǎo)，量子點和納米技術(shù)將給傳統(tǒng)技術(shù)帶來新的生命。

參考文獻(xiàn)

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光伏材料范文第2篇

關(guān)鍵詞：夜光材料；產(chǎn)品開發(fā)；服裝；設(shè)計方法

在當(dāng)代，夜生活已成為年輕人娛樂休閑的主要方式之一，迪廳、酒吧、夜店大多為燈光昏暗的場所，適合展示夜光服裝。夜光服裝對于追求個性的年輕人非常具有吸引力。夜光服裝迎合了這個龐大的市場，非常具有商業(yè)價值。夜光服裝以其夜光的特色不僅能夠吸引人們的眼球，同時將會為紡織、服裝等企業(yè)提供新的經(jīng)濟(jì)增長契機，帶來新的經(jīng)濟(jì)效益。目前，夜光服裝在國內(nèi)外的開發(fā)都處于起步階段，只在少數(shù)設(shè)計師的個別作品中有所體現(xiàn)。本課題的研究對于夜光服裝的開發(fā)與創(chuàng)新具有一定的指導(dǎo)意義。

1蓄光型夜光材料

蓄光型夜光材料是一種光致的發(fā)光材料，該材料在可見光照射下吸收并儲存能量，光照停止后，將儲存的能量以發(fā)光的形式慢慢釋放出來，可以持續(xù)幾個小時，甚至十幾個小時，目前主要運用于隱蔽照明和安全標(biāo)識等。蓄光型夜光材料大致可分為兩類：第一種是蓄光型夜光纖維材料，即在普通的滌綸絲中加入夜光材料，織物的經(jīng)緯密度越大，織物越緊密，其亮度就越高。夜光纖維能發(fā)出彩色的光是采用的光合三原色原理，所以夜光纖維織物不需要染色就可以得到各種顏色，也可以避免染色后發(fā)光性能降低。改變織物的織造結(jié)構(gòu)就可以織造出不同亮度、不同顏色、不同圖案、不同風(fēng)格的機織面料，簡單、方便、環(huán)保，可塑性非常強。第二種是蓄光型夜光涂層材料，該材料是將夜光粉、黏合劑、增稠劑、水混合之后，均勻地涂在棉、滌棉混紡、尼龍等織物上，操作比較簡單，但由于發(fā)光化合物吸附于纖維的表面，故其耐洗性、耐磨性、耐溶劑性、耐酸堿性都不強。隨著科技的發(fā)展，新型的夜光材料不僅物理化學(xué)性能穩(wěn)定，無毒無害無輻射，對人體沒有傷害，而且具有蓄光時間短、發(fā)光時間長的優(yōu)點。新型蓄光型夜光材料在白天與普通面料幾乎沒有區(qū)別，但在黑暗中卻能發(fā)出彩色的光。由于是等軸晶系列，在結(jié)構(gòu)不受到破壞的情況下，可以反復(fù)地吸光、蓄光、發(fā)光，不受水洗、整燙、日照等影響，基本符合服裝面料所需的性能。新型夜光材料僅僅吸收10分鐘的可見光，就可在黑暗中連續(xù)發(fā)光數(shù)小時，并且發(fā)出的光具有多種顏色：紅、藍(lán)、橙、綠、黃、紫等。

2蓄光型夜光材料在服裝設(shè)計中的應(yīng)用方法

蓄光型夜光材料在光照下和黑暗中呈現(xiàn)出不同的視覺效果，因此在進(jìn)行服裝設(shè)計時，必須考慮到同一件服裝在不同的環(huán)境中不同的外觀進(jìn)行綜合設(shè)計。本文通過一系列的實驗與總結(jié)，得出以下四種適用于夜光材料的設(shè)計方法：

2.1鏤空法

鏤空法適用于夜光涂層面料。由于夜光涂層面料具備不脫絲的特點，可以輕易切割，因此可以手工將其進(jìn)行鏤空，增加花紋。使用的工具是美工刀，先在面料背面畫好要鏤空的圖案，再使用美工刀進(jìn)行切割，在工業(yè)化批量生產(chǎn)時可以使用激光切割機進(jìn)行鏤空。小面積鏤空后，材料的完整性保持得比較高好，亮度也不錯，但圖案太小，圖案效果不明顯；大面積的鏤空，圖案花紋很明顯，但是材料整體的亮度卻因為鏤空而降低。因此，將夜光材料鏤空，需要把握好鏤空的尺度，既不可以太大，也不可以太小，要同時兼顧到花紋圖案的表現(xiàn)效果，也要兼顧到材料的整體亮度，才能達(dá)到最完美的效果。

2.2刺繡法

刺繡法是將夜光繡線通過傳統(tǒng)的刺繡手法繡于面料上。夜光繡線是夜光纖維經(jīng)加捻而成，其顏色與亮度取決于夜光纖維本身，夜光繡線的色彩不同，發(fā)光的亮度也不同，幾種常用顏色的夜光繡線的發(fā)光亮度由大到小依次為白色，淺綠色，粉紅色，黃綠色，黃色，淺藍(lán)色。在夜光繡線的使用過程中，我們不僅要考慮到作品在光照下的效果，更要同時兼顧作品在黑暗中的效果，同時也可以將夜光繡線與普通繡線搭配使用，增強圖案的美觀性。夜光繡線表面光滑，在刺繡的過程中容易脫落糾結(jié)，因此，對刺繡者的手工技藝要求較高，目前大多用于簡單的十字繡和機銹。當(dāng)夜光繡線運用于服裝設(shè)計中的花紋圖案時，圖案的亮度與刺繡的緊密程度相關(guān)。夜光繡線也可以用針織服裝的編制方法直接編織服裝。

2.3涂繪法

涂繪法是將夜光粉末通過黏合劑附著在面料上的方法。夜光粉末較易獲得，并且色彩豐富。將夜光粉末與黏合劑攪拌均勻后，通過大面積的平涂或小面積的手繪以增加面料的色彩及圖案。在實踐的過程中需要注意以下幾個方面的問題：第一，黏合劑遇到夜光粉后會變得黏稠，手工較難涂勻，尤其是平涂大面積的面料；第二，手工攪拌，夜光粉和黏合劑很難攪拌均勻，在黑暗的環(huán)境下，易出現(xiàn)斑駁的夜光效果；第三，黏合劑遇到夜光粉后，變干的速度加快，只適合一邊攪拌，一邊涂制，不可一次攪拌過多；第四，涂染后的面料會在一定程度上變褶皺或者變硬，因此，涂繪法比較適合小面積的繪制圖案，圖案細(xì)膩，色彩斑斕，手工易操作。

2.4拼接法

拼接法是將不同的夜光材料及其他面料進(jìn)行拼接設(shè)計，以發(fā)揮面料的優(yōu)勢特點。第一種是將不同的夜光面料相拼接，不同的夜光面料因其制造方法不同而具備不同的特點，如亮度不同、色彩不同等。對其進(jìn)行拼接設(shè)計，可增加服裝的色彩、款式、結(jié)構(gòu)等變化。第二種是將夜光面料與普通面料相拼接，既保存了夜光服裝的特點，又通過拼接不同性能的普通面料以增加服裝的舒適性及功能性，是適用性非常強的設(shè)計手法。在選擇拼接面料時，應(yīng)盡量選用厚度、硬度相近的面料，這樣拼接才能平順。

3結(jié)語

通過以上設(shè)計手法，可使蓄光型夜光材料很好地應(yīng)用于服裝設(shè)計之中，并取得良好的設(shè)計效果。通過對成品的試穿體驗進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)要使夜光材料真正成為服裝材料，還必須加大研究力度，增強夜光纖維和夜光材料的柔軟度、亮度，以及夜光效果的持久度。由于本論文研究和設(shè)計制作的作品均為單個試制，手工成分較高，隨機性也較大，如果想投放于工業(yè)化的批量生產(chǎn)，其中很多工藝還需要進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)：

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光伏材料范文第3篇

采用共沉淀法制備了一系列鉍鐵復(fù)合氧化物光催化劑，并以可見光降解甲基橙為模型反應(yīng)，研究其在可見光照射下降解甲基橙的光催化性能。詳細(xì)考察了pH值、鉍鐵摩爾比、煅燒溫度等對其光催化性能的影響。在優(yōu)化條件下，鉍鐵摩爾比為2∶1、pH＝3～4時制備出的樣品具有較好的光催化性能，甲基橙的降解率可達(dá)到91.95%。

關(guān)鍵詞：

鉍鐵復(fù)合氧化物；光催化；甲基橙

在解決環(huán)境污染及能源短缺等問題中，太陽能資源因其資源豐富、經(jīng)濟(jì)、無毒、清潔，而被廣泛應(yīng)用。所以光催化技術(shù)受到越來越多的重視，并不斷應(yīng)用于實踐中[1]。在太陽光照射下，催化材料的表面物質(zhì)受到激發(fā)，價帶上的電子越過禁帶到達(dá)導(dǎo)帶，生成自由電子和空穴，其具有氧化還原性，在不斷研究探索過程中，光催化技術(shù)將成為處理污染問題的有效手段之一。目前光催化領(lǐng)域的研究主要是集中在光催化材料的改性，各種方法是為了進(jìn)一步提高光催化劑的催化活性[2]。BiFeO3是最具代表的鐵酸鉍材料之一，是少有的多鐵性材料，因其在傳感器、驅(qū)動器、自旋電子器件以及信息存儲等方面應(yīng)用的潛力而廣受關(guān)注[12]。室溫下BiFeO3的禁帶寬度為2.2～2.8eV，較小的禁帶寬度是其優(yōu)異的光催化性能的來源。同其它窄帶寬材料相比（如CdS等），BiFeO3無毒性且具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，在光催化劑領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。同BiFeO3的塊體材料相比，其納米尺寸的粉體（80～120nm）在可見光輻照下降解甲基橙溶液時，表現(xiàn)出優(yōu)良的光催化活性和化學(xué)穩(wěn)定性。BiFeO3光催化劑還可以降解酸性橙п、剛果紅和羅丹明B等有機染料[13]。本文采用共沉淀法制備了一系列鉍鐵復(fù)合氧化物光催化劑，并以可見光降解甲基橙為模型反應(yīng)，研究其在可見光照射下降解甲基橙的光催化性能。詳細(xì)考察了pH值、鉍鐵摩爾比、煅燒溫度等對其光催化性能的影響，為今后可見光催化降解有機污染物做指導(dǎo)。

1實驗

1.1試劑與儀器硝酸鉍、硝酸、草酸鈉、硫酸亞鐵、甲基橙，均為國產(chǎn)化學(xué)純。DF-101S型恒溫加熱磁力攪拌器，鄭州杜甫儀器廠；KQ5200DE型數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；SHB-111型循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長城科工貿(mào)有限公司；CHF-XM-500W型短弧氙燈/汞燈穩(wěn)流電源，北京暢拓科技有限公司；722E型分光光度計，上海光譜儀器有限公司；DHG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；TGL-20B型飛鴿牌系列離心機，上海安亭科學(xué)儀器廠；FA2004B型電子天平，HangPing。

1.2催化劑制備1）在燒杯中加入計算量Bi(NO3)3•5H2O，加入5mLH2O后滴加濃HNO3溶解Bi(NO3)3•5H2O。在裝有計算量FeSO4•7H2O的燒杯中加入25mL蒸餾水溶解FeSO4•7H2O。將配好的FeSO4溶液與Bi(NO3)3溶液混合配成30mL溶液。2）在裝有Na2C2O4的燒杯中加入30mLH2O，在80℃的水浴中加熱攪拌溶解，配成0.267mol/L的Na2C2O4溶液。3）將Na2C2O4溶液用滴液漏斗滴入配好的FeSO4、Bi(NO3)3溶液中，室溫下，控制到所需pH值，攪拌、老化7h，將所得混合物用蒸餾水洗滌、過濾，得淡黃色產(chǎn)物。4）將過濾后的產(chǎn)物放入烘箱中在80℃下烘干10h，分別在200℃、400℃下煅燒4h后取出。即可制得所需樣品。

1.3光催化降解有機污染物及性能評價將0.1g樣品加入到90mL10mg/L的甲基橙溶液中，無光照射條件下進(jìn)行暗反應(yīng)，磁力攪拌30min，使溶液體系達(dá)到固液吸附，之后打開高壓汞燈（光強為1.135mW•m-2）預(yù)熱，同時將紫外―可見光分光光度計波長調(diào)到463nm，暗反應(yīng)30分鐘后，取上層清液于離心管，進(jìn)行離心，同時將溶液放于汞燈下進(jìn)行光照。每隔20min取樣一次。待第一次離心結(jié)束后，用膠頭滴管慢慢吸取澄清溶液于比色皿，測其吸光度A0。此后一定時間后，甲基橙溶液吸光度為At。甲基橙降解率計算公式如式（1）所示。

2結(jié)果與討論

2.1不同pH值條件下合成催化劑的光催化性能在制備催化劑的過程中，可通過調(diào)節(jié)草酸鈉的用量，調(diào)節(jié)催化劑制備過程中的pH值，考察制備的鉍鐵復(fù)合氧化物光催化性能。圖1是其他條件不變，當(dāng)pH＝2～3、pH＝3～4、pH＝5～6時所制備的鉍鐵復(fù)合氧化物為催化劑時，甲基橙的降解率。從圖1可以看出，在光催化劑的作用下，甲基橙的吸光度穩(wěn)步降低。在120min時pH＝2～3的光催化劑降解甲基橙降解率為53.66%，pH＝3～4的光催化劑降解甲基橙的降解率為85.36%，而pH＝5～6的光催化劑降解甲基橙的降解率為78.93%。根據(jù)圖1中三條曲線變化情況可知，在不同pH的一系列鉍鐵復(fù)合氧化物催化劑中，對甲基橙降解率比較結(jié)果為pH＝2～3＜pH＝5～6＜pH＝3～4。在制備光催化劑的過程中，調(diào)節(jié)pH＝3～4時降解甲基橙性能更好。

2.2鉍鐵不同摩爾比對降解甲基橙性能的影響為了進(jìn)一步研究催化劑成份對甲基橙降解率的影響，實驗過程中通過改變Bi(NO3)3•5H2O和Fe2SO4•7H2O的加入量來改變Bi/Fe的比例，得到鉍鐵不同摩爾比所制備的鉍鐵復(fù)合氧化物對催化活性的影響，具體見圖2。在圖2中，60min時，鉍鐵摩爾比為1∶1的復(fù)合氧化物催化劑降解甲基橙的降解率為76.80%，鉍鐵摩爾比為1∶2的復(fù)合光催化劑降解甲基橙的降解率為61.01%，而當(dāng)鉍鐵比為2∶1時，甲基橙的降解率達(dá)到了82.97%。根據(jù)圖2中曲線變化情況可知，Bi/Fe不同比例復(fù)合光催化劑對甲基橙溶液的催化降解性能不同，且得出Bi/Fe＝2∶1時甲基橙溶液降解性能更好。

2.3不同煅燒溫度對甲基橙降解性能影響實驗過程中，對催化劑進(jìn)行了煅燒，研究了是否煅燒、不同煅燒溫度鉍鐵復(fù)合氧化物光催化劑降解甲基橙速率的影響，圖3是Bi/Fe＝2∶1時，未煅燒、煅燒溫度分別為200℃和400℃條件下制備出的復(fù)合光催化劑降解甲基橙的降解率變化圖。由圖3曲線變化情況可知，煅燒溫度為200℃時，甲基橙的降解率在很長時間內(nèi)才有所上升，變化不明顯；煅燒溫度為400℃時，在較長的時間范圍內(nèi)，甲基橙的降解率幾乎沒有變化；而沒有煅燒，在80℃烘干的制備條件下制得的鉍鐵復(fù)合氧化物光催化劑在同樣的時間段內(nèi)，甲基橙的降解率得到明顯上升。由圖3做推斷，可以發(fā)現(xiàn)煅燒對光催化劑降解甲基橙溶液幾乎沒有很大影響。推斷發(fā)生這種現(xiàn)象的原因，可能是在200℃、400℃的高溫下，將復(fù)合光催化劑進(jìn)行煅燒，對本來有利于降解有機污染物的成份造成破壞，某些重要物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成其他物質(zhì)。

3總結(jié)

本文通過采用共沉淀法制備了一系列鉍鐵復(fù)合氧化物光催化劑，并通過在可見光下降解甲基橙的光催化性能研究，發(fā)現(xiàn)它具有優(yōu)良的可見光光催化性能。而且發(fā)現(xiàn)Bi/Fe摩爾比例隨著鉍含量的不斷增大，催化性能也在不斷增大。當(dāng)鉍鐵摩爾比例為2∶1、pH＝3～4時制備出的復(fù)合氧化物光催化劑具有較好的光催化性能。鉍鐵復(fù)合氧化物光催化劑作為Bi2O2CO3復(fù)合改性而成的一種新型光催化劑，催化活性明顯超過TiO2，因此是一種較為值得深入研究的光催化劑。其良好的催化降解性能，可以降解很多難降解的有機物，并且不會造成二次污染，如果被引入治理環(huán)境污染問題中，一定會有很大的幫助。

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光伏材料范文第4篇

所謂熔覆，是一種基于焊接技術(shù)發(fā)展出來的一種連接技術(shù)，能夠?qū)⒉煌牟牧线B接在一起，形成一種新型的復(fù)合材料，具備更為優(yōu)良的性狀和性能。利用不同金屬材料之間的不同熔點，通過加熱處理和一些其它工藝的處理，使熔覆材料熔化，然后迅速凝固，從而實現(xiàn)與基體材料之間的牢固結(jié)合。通過激光熔覆技術(shù)制備復(fù)合材料，能夠極大的提升材料的整體性能，從而滿足更高的應(yīng)用需求。

一、激光熔覆制備復(fù)合材料的基本原理

激光熔覆技術(shù)是一種較為先進(jìn)的加工技術(shù)，其指的是對不同金屬材料之間進(jìn)行冶金結(jié)合，從而強化基體材料的表面性能。在實際工作當(dāng)中，對基體金屬表面利用能量密度較高的激光束進(jìn)行照射。通過這種方式使材料迅速的熔化、擴(kuò)展、凝固，從而在基體材料表面形成冶金結(jié)合的材料，提升材料的力學(xué)性能、化學(xué)性能和物理性能，增強基體材料表面的耐腐蝕、抗氧化、耐磨、耐熱等方面的能力。

在激光熔覆制備復(fù)合材料采用的工藝方法中，根據(jù)不同的激光熔覆填料方式，主要可以分為同步送粉法、預(yù)置法等。其中，同步送粉法主要是在基體表面上，同步放置激光束和熔覆材料，同時進(jìn)行熔覆和供料的操作。在同步送粉法當(dāng)中，主要的熔覆材料是粉末，同時也可采用薄板材、線材等進(jìn)行同步送料。而在預(yù)置法當(dāng)中，是先在基體材料表面中的熔覆部位上放置熔覆材料，然后利用激光束對其進(jìn)行掃描照射，使其迅速熔化、凝固[1]。通過這種方式，在基體材料表面，就熔覆上了熔覆材料。在預(yù)置法當(dāng)中，通常采用板材、絲材、粉末等形式來添加熔覆材料，而粉末形式則是最為主要的形式。

二、激光熔覆制備復(fù)合材料的主要優(yōu)勢

與其它的涂層技術(shù)相比，激光熔覆制備復(fù)合材料有著很多方面的優(yōu)勢。在激光的強烈作用下，在基體材料和熔覆材料當(dāng)中，其表層能夠在小范圍內(nèi)迅速的進(jìn)行熔覆。該技術(shù)對基體材料只具有很小的熱影響區(qū)域，不容易引發(fā)熔覆工件的形變，因而具有很高的熔覆成品率。通過激光熔覆制備的復(fù)合材料，在熔覆層當(dāng)中具有細(xì)小彌散的晶粒，能夠使熔覆層的硬度得到極大的提升。同時，還能夠有效的提高材料的耐腐蝕性能和耐磨性能，對于基體材料的表面性能有著極大的優(yōu)化和改善作用。由于該技術(shù)采用了高能激光束，具有很短的作用時間，并且熔覆層只產(chǎn)生較低的稀釋率，因此基體材料只會發(fā)生很小量的熔化。

為了能夠進(jìn)一步提升材料表面的性能，可以將材料表面的熔覆率進(jìn)行降低，以實現(xiàn)在耗材較低的情況下，取得更高的效益和效果。尤其是在熔點較低的金屬表面，對熔點較高的合金進(jìn)行熔覆時，激光熔覆技術(shù)是最適合不過的。由此可見，激光熔覆制備復(fù)合材料具有十分廣泛的熔覆層材料選擇范圍。此外，激光熔覆制備復(fù)合材料還能夠輕易的實現(xiàn)自動化控制，從而得到表面性能更加穩(wěn)定的熔覆材料，對于熔覆的厚度、成分等參數(shù)，也更加容易進(jìn)行控制。

三、激光熔覆制備復(fù)合材料的應(yīng)用問題

激光熔覆制備復(fù)合材料經(jīng)過數(shù)十年的不斷發(fā)展和研究，目前已經(jīng)在很多工業(yè)化生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中得到了良好的應(yīng)用，例如航空航天、石油鉆采機械、生物醫(yī)用、模具軋輥表面改性處理、汽車制造等領(lǐng)域。但是在實際應(yīng)用當(dāng)中，仍然存在著很多的問題。在評價激光熔覆制備復(fù)合材料質(zhì)量的過程中，首先要檢測材料的外觀形貌、裂紋、稀釋率、氣孔、表面不平度等問題。然后需要對材料的性能、熔覆值等進(jìn)行檢測。而在實際生產(chǎn)當(dāng)中，熔覆層質(zhì)量的控制具有較大的難度，非常容易產(chǎn)生裂紋。對此，基材熱膨脹系數(shù)、熔覆層熱膨脹系數(shù)，以及二者之間的匹配問題十分重要。因此，應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇與分配。通常來說，在基體材料和熔覆層之間，應(yīng)當(dāng)滿足熱膨脹系數(shù)的同一性原則，也就是說在二者之間，熱膨脹系數(shù)應(yīng)當(dāng)無限接近，這樣才能夠有效的避免激光熔覆層的剝落和裂紋現(xiàn)象。

四、激光熔覆植被復(fù)合材料的發(fā)展前景

對于當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的表面處理技術(shù)來說，激光熔覆技術(shù)是一種十分良好的技術(shù)，經(jīng)過長時間的不斷發(fā)展和應(yīng)用，也取得了很大的成果。但是在實際應(yīng)用中，仍然面臨著很多位置的問題，例如熔覆層殘余應(yīng)力及裂紋、熔覆技術(shù)自動化與信息化、熔覆材料選取規(guī)則設(shè)計、數(shù)值分析理論模型建立、以及相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究等問題，都需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究和探討。

光伏材料范文第5篇

【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能、節(jié)能驗收、進(jìn)場復(fù)驗

中圖分類號：TU111.19+5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1 前言

能源的日益緊缺讓建筑節(jié)能問題越來越受到重視，各地陸續(xù)頒布出臺了一系列建筑節(jié)能相關(guān)的法規(guī)條例、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和實施細(xì)則，使建筑節(jié)能工作做到了有章可循。建筑節(jié)能效果的優(yōu)劣直接取決于節(jié)能設(shè)計的合理運用、節(jié)能材料的產(chǎn)品質(zhì)量、施工過程的質(zhì)量控制、后期運行的監(jiān)管維護(hù)等，建筑節(jié)能檢測能夠針對上述各個環(huán)節(jié)得出權(quán)威性的結(jié)論，為評價建筑物的節(jié)能效果提供必要依據(jù)。

2 地方背景

廣州作為中國沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中心城市，能源短缺且消耗量巨大，龐大的建設(shè)量與不合理的能源利用與監(jiān)管形成了鮮明的矛盾對比，造成了建筑能耗所占能源消費結(jié)構(gòu)的比例年年攀升。地方政府和相關(guān)行業(yè)技術(shù)人員一直致力于研究并指導(dǎo)開展建筑節(jié)能驗收與檢測工作，在國標(biāo)（GB 50411-2007）和省標(biāo)（DBJ15-65-2009）的指導(dǎo)下，頒布實施了多個政府法規(guī)文件，本地區(qū)的建筑節(jié)能監(jiān)管與驗收檢測工作迅速發(fā)展的同時也存在著很多問題和弊端，主要表現(xiàn)在：1）、建筑節(jié)能意識薄弱，對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和地方政策法規(guī)的理解不到位，造成了相關(guān)單位對于建筑節(jié)能驗收檢測工作的不重視；2）、建筑節(jié)能檢測市場混亂，檢測服務(wù)機構(gòu)的資質(zhì)門檻設(shè)置較低，技術(shù)力量參差不齊，嚴(yán)重破壞了檢測市場的良性健康發(fā)展，使行政主管部門無法得到真實有效的監(jiān)管信息；3）、檢測技術(shù)方法落后，送檢樣品無法反映現(xiàn)場工程實際狀況，使建筑節(jié)能進(jìn)場材料復(fù)驗失去意義。本文針對上述主要問題，對本地區(qū)的建筑節(jié)能進(jìn)場材料復(fù)驗項目進(jìn)行簡單的闡述和分析探討。

3 建筑節(jié)能進(jìn)場材料復(fù)驗

3.1 保溫隔熱材料物理性能檢測

保溫隔熱材料的物理性能檢測的參數(shù)指標(biāo)包括：導(dǎo)熱系數(shù)、密度、強度、吸水率、燃燒性能等。

3.1.1 導(dǎo)熱系數(shù)檢測

目前保溫隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)檢測主要采用相對較為準(zhǔn)確的防護(hù)熱板法和熱流計法。不同儀器設(shè)備只能測試相應(yīng)尺寸規(guī)格且經(jīng)過狀態(tài)調(diào)節(jié)至干燥狀態(tài)下的樣品導(dǎo)熱系數(shù)，忽視了實際工程使用材料內(nèi)部含濕對其熱工性能的影響，而且加工后的樣品無法真實準(zhǔn)確的代表實際材料。有必要研究更為先進(jìn)的檢測方法和儀器設(shè)備來解決這些問題，比如熱線法2。

3.1.2 密度、強度檢測

導(dǎo)熱系數(shù)、密度和強度三者之間存在著緊密的聯(lián)系，往往密度越小，導(dǎo)熱系數(shù)越好，強度就越差，反之亦然。送檢過程中，如何真實反映同一批次材料的實際特性成為一個急需解決的問題。只有政府行政主管部門進(jìn)一步的加強監(jiān)管，項目監(jiān)理單位加強監(jiān)督，檢測單位明確職責(zé)，同時尋找新的方法解決現(xiàn)場取樣而不是制樣送檢，才能解決這些弊端。

3.1.3 吸水率檢測

保溫隔熱材料內(nèi)部含濕對其熱工性能的影響巨大，因此其吸水率的檢測十分必要。不同材料的吸水率檢測方法雖然相差較大，但其原理均是將樣品絕對干燥狀態(tài)下的質(zhì)量與其在某種狀態(tài)下吸濕后的質(zhì)量變化進(jìn)行比較計算出其吸水率。

3.1.4 燃燒性能檢測

保溫隔熱材料燃燒性能的檢測主要涉及硬質(zhì)泡沫塑料制品和棉制品，對于建筑節(jié)能進(jìn)場材料復(fù)驗而言，僅需判定上述材料的可燃性和不燃性即可，至于材料的燃燒性能等級需要在消防部門進(jìn)行多項專門的檢測而得出。

3.2 玻璃光學(xué)熱工性能、外飾面太陽輻射系數(shù)系數(shù)、中空玻璃露點檢測

3.2.1玻璃光學(xué)熱工性能檢測

目前玻璃光學(xué)熱工性能檢測最大的問題在于1）很多檢測單位不具備大尺寸玻璃光學(xué)熱工性能檢測條件，以至于送檢的玻璃樣品局限于實際鋼化玻璃無法加工而成的小尺寸；2）送檢單位為了能夠拿到合格的檢測數(shù)據(jù)，移花接木，致使樣品與實際材料完全不同；3）檢測單位技術(shù)人員專業(yè)知識缺乏，無法區(qū)分玻璃品種，無法判斷玻璃的室內(nèi)室外面，導(dǎo)致檢測結(jié)果異常混亂；4）設(shè)計單位一味的追求建筑整體節(jié)能效果，不考慮實際產(chǎn)品情況，出現(xiàn)一些常識性的錯誤。

3.2.2外飾面太陽輻射系數(shù)系數(shù)檢測

外飾面太陽輻射系數(shù)系數(shù)檢測針對的是太陽輻射吸收系數(shù)≤0.65的淺色飾面材料，包括飾面磚、涂料等，對于一些設(shè)計上＞0.65的深色或是顏色不均勻的材料此項可以不檢測。涂料送檢時應(yīng)該按照現(xiàn)場使用配比均勻的涂在鋁板上。

3.2.3 中空玻璃露點檢測

對于中空玻璃露點檢測，國標(biāo)GB 50411-2007規(guī)定是同一生產(chǎn)廠家的同一種產(chǎn)品抽檢不少于1組，每組15塊試樣。而省標(biāo)DBJ15-65-2009規(guī)定的是不少于3組，且每組3塊試樣。不同標(biāo)準(zhǔn)之間未達(dá)成統(tǒng)一，使得送檢單位和檢測單位無法明確抽檢比例和數(shù)量，同時這種送檢往往需要廠家專門加工規(guī)定尺寸的樣品，不但無法代表工程真實使用材料，同時造成了很大程度的浪費。筆者建議送檢現(xiàn)場實際使用尺寸的中空玻璃，只要送檢玻璃的總體面積能夠達(dá)到一定的抽檢要求便可，或者直接采取現(xiàn)場檢測的方法。

3.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)、門窗保溫性能檢測

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)檢測往往是在實驗室砌筑一面與現(xiàn)場構(gòu)造相同的墻體，利用防護(hù)熱箱法進(jìn)行測試，此方法能夠較準(zhǔn)確的得到墻體的傳熱系數(shù)，有效的反映熱工設(shè)計是否滿足要求。但是對于砌筑的墻體往往質(zhì)量和材料與現(xiàn)場存在較大的偏差，養(yǎng)護(hù)調(diào)節(jié)時間不明確使得墻體狀態(tài)無法反映現(xiàn)場實際使用狀況，未能考慮熱橋、外墻朝向、保溫材料內(nèi)部含濕率、氣候環(huán)境等影響因素，因此有必要進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的現(xiàn)場檢測，目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)現(xiàn)場檢測技術(shù)規(guī)程》已經(jīng)成功報批，此標(biāo)準(zhǔn)的頒布將有效的指導(dǎo)該領(lǐng)域的熱工研究與測試工作。

門窗保溫性能檢測依據(jù)《門窗保溫性能分級及檢測方法》GB/T8484-2008，廣州地區(qū)可以不進(jìn)行抗結(jié)露因子的檢測。從傳熱的機理出發(fā)，門窗的保溫性能不光取決于整窗的傳熱系數(shù)，還受到門窗的氣密性、玻璃的光學(xué)熱工性能的影響，因此門窗的保溫性能驗收需要配合這幾個參數(shù)來綜合驗證。尤其是廣州地區(qū)，門窗的遮陽系數(shù)對建筑節(jié)能的整體效果影響很大，可以考慮增加此項參數(shù)的檢測。

3.4 電線電纜節(jié)能檢測

電線、電纜的節(jié)能檢測只涉及到每芯導(dǎo)體電阻、導(dǎo)體截面積檢測，電線、電纜的材料檢測包括結(jié)構(gòu)尺寸、電性能試驗、氧指數(shù)等參數(shù)，此報告不能作為節(jié)能專項驗收使用。