  今日快讯 实时动态 材料侠带你一览天下    ▲理解钙钛矿薄膜的制造机理对于生产高效太阳能电池是至关重要的 阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）通过了解钙钛矿薄膜制备工艺原理，有望提高太阳能电池性能 2017年1月8日，阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的研究团队在研究钙钛矿薄膜生产工艺原理时发现高质量钙钛矿材料的生产工艺依赖于生产过程中溶剂的去除方法，此发现有望帮助提高太阳能电池的效率。 硅是生产太阳能电池的主要材料，然而，钙钛矿材料正在逐渐的追赶上来：它便宜、是柔性的而且在光电转化效率方面非常有前景。阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的研究员正在研究这些钙钛矿材料的制备机理以便帮助科学家们了解它们的性质以及设计更有效率的太阳能电池。 金属卤化物钙钛矿有三个成分：金属元素（常见的为铅），卤族元素（通常为碘，尽管溴和氯也经常被使用）和有机成分。这些材料的薄膜可以通过将甲基碘化氨（MAI）和一种可以提供额外卤素原子的铅盐（如PbI2，PbBr2或PbCl2）在溶剂中混合来制成。科研人员将该混合溶液逐滴滴到衬底后,通过快速旋转来将其制成薄膜，然后通过加热来制成固态多晶钙钛矿材料。此种方法的优点在于它很简单。然而该制备过程中发生了什么科学家们还不完全清楚，这导致了实验的重复率差，不同的研究组制成的样品具有不同的性质。 KAUST材料科学与工程副教授、太阳能中心的研究人员Aram Amassian在美国纽约的康奈尔高能同步辐射光源使用X射线实时地观察了这个一步溶液涂层过程。该技术使得他们发现从钙钛矿溶液到钙钛矿晶体的转化要通过一个高度溶剂化的中间固态。 该团队测量了常用溶剂二甲基甲酰胺在旋转过程中薄膜的厚度变化。通过使用光学反射测量法，该团队发现，随着时间的推移，膜厚度的改变取决于MAI与铅盐的比例，当MAI的浓度增加时，溶液形成的薄膜变薄的速度慢得多，强烈地影响了膜的形成。这种现象在其它相似的技术（如有机太阳能电池）使用的其它材料系统中并不明显，提供了溶剂-溶质相互作用在卤化物钙钛矿中具有非常重要作用的第一条线索。    由五国科学家组成的国际团队研发出了一系列纳米传感器可对多种疾病进行诊断和分类 由以色列、美国、法国、中国和拉脱维亚五个国家的科学家组成的国际团队近日研发出了一系列纳米传感器，可对多种疾病进行诊断和分类。 人类呼出的气体含有氮气、二氧化碳和氧气以及少量的100多种其它挥发性化学成分。这些物质的相对含量随着人的健康状态而发生变化。早在公元400年，希腊名医希波克拉底告诉他的学生“闻你病人的呼吸”来寻找如糖尿病（产生一种甜味）等疾病的线索。近期，有几个科学家团队研发了实验呼吸分析仪，但这些仪器大多集中在单一类型的疾病，如癌症。在此次国际团队的工作中，Hossam Haick和一个来自全球14个临床部门的国际团队希望能够创建一个可以区分多种疾病的呼吸分析机。 该团队研究人员开发了一个纳米传感器阵列（an array of nanoscale sensors），以检测来自不同被调查者的数千个呼吸样本中的个体成分，这些调查者或身体健康或患有17种不同疾病（例如肾癌或帕金森病）中的一种。通过使用人工智能分析结果，该团队可以使用该纳米传感器阵列来对调查者的健康状况进行分类和诊断。该团队使用质谱仪来鉴定与疾病相关的呼吸成分，他们发现每一种疾病都会产生一个独特的挥发性化学呼吸印记，该印记由不同数量的13种成分组成。他们还发现一种疾病的存在不会妨碍其它疾病的检测，这是开发非侵入性、便宜、便携的可以对不同疾病成像和诊断的实用器件的必要条件。   ▲加州大学河滨分校科研人员Xuewei Qi 美国加州大学河滨分校成功研发新技术，可将插电式混合动力燃料消耗削减三分之一 插电式混合动力车（PHEV）将汽油或柴油发动机与电动机和大型可充电电池组合在一起。与常规混合动力相比，PHEV可以采用电源充电，从而可以减少对燃料的需求。然而由于能量管理系统(EMS)存在不足，当前PHEV效率的提高受到限制。EMS的主要作用是，从全电模式切换到混合模式时，控制发动机和电池之间的功率分配。 虽然不是所有的插电式混合动力车，都以相同的方式工作。但大多数型号都是以全电模式启动，靠电力运行，直到电池组电能耗尽，然后切换到混合模式，被称为二进制模式。对于二进制模式，EMS更易于应用，但其并不是组合两个电源的最有效方式。在实验室测试中，混合放电策略已被证明在最小化燃料消耗和排放方面更有优势。 科研人员通过将车辆连接信息和优化算法结合在一起，研发和模拟了高效EMS。 通过对自然界中存在的节能过程进行数学建模，研发人员已经创建了可用于解决工程中优化问题的算法。通过将这种方法与互联网车辆技术相结合，实现了30%以上的节能。 更重要的是，PHEV能源管理系统将不再是一个静态设备，它将在整个生命周期中积极发展和改进。最终的目标是革新PHEV能源管理系统，以实现进一步的燃料节省和减少排放。 |
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