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唐大伟教授团队在多相材料热物性模拟领域取得进展,成果发表于《Nano Energy》
点击数: 次 发布时间:2021-12-29 作者: 来源:

唐大伟教授团队在多相材料热物性模拟领域取得进展,成果发表于《Nano Energy

我院唐大伟教授团队在多相材料热输运研究领域取得进展,相关成果以“The effective regulation of nanotwinning on the multichannel thermal transport in hybrid organic–inorganic halide perovskite”为题发表于能源领域Top期刊《Nano Energy》(IF=17.881)。文章第一作者为高宇飞副教授,通讯作者为唐大伟教授和张晓亮副教授。

                                         


     

多相材料被广泛应用于锂离子电池、光伏材料等领域,其中的代表有机-无机杂化卤化物钙钛矿(CH3NH3PbI3)便在光伏产业有着巨大的应用。目前该材料的研究热点主要集中于光电转换效率和热稳定性,这两者均与材料的热输运特性息息相关,因此对其热物性的研究具有巨大的应用价值。而CH3NH3PbI3中包含Pb-I晶格和CH3NH3+有机分子,这决定了其中同时存在固体振动、流体对流和流固耦合传热等多种热输运模式,考虑到上述热输运模式具有完全不同的热输运机理,因此该材料的热物性具有极大的可调控性,将在热调控领域有着巨大的应用潜力。


考虑到纳米孪晶将打破固体晶格固有的周期性,并将在液体分子的运动过程中产生重要的影响,研究团队将纳米孪晶引入CH3NH3PbI3中,通过定量标定多种热输运方式对热导率的贡献分析了单晶和孪晶钙钛矿的热输运性能。研究表明:(1)单晶钙钛矿中的固体振动传热在高温下依然占主导地位;流体对流传热的比重占到固体传热的20-30%,但流体对流传热过程几乎未表现出温度依赖性;而流固耦合传热过程则表现出奇异的负热导率。(2)孪晶的引入将增强钙钛矿的对流传热热导率;其还将使流固耦合热导率表现出更显著的负值,在其影响下孪晶钙钛矿的总热导率甚至低于其晶格振动热导率;此外,孪晶钙钛矿中晶界的位置对热导率的调控也有着重要的意义。

以上工作得到国家自然科学基金、海洋能源利用与节能教育部重点实验室、大连市重点领域创新团队的大力支持。


原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285521000069


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