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储能系统技术 ★ 5.0

通过掺入ZnCo2O4-CdS/TBAI/MWCNTs调控PMMA聚合物的光学与介电性能用于光电设备和储能应用

Regulation of the optical and dielectric aspects of PMMA polymer by incorporating ZnCo2O4-CdS/TBAI/MWCNTs for optoelectronic devices and energy storage applications

作者 Zein K. Heiba
期刊 Journal of Materials Science: Materials in Electronics
出版日期 2025年1月
卷/期 第 36.0 卷
技术分类 储能系统技术
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 复合聚合物 ZnCo2O4/CdS 多壁碳纳米管 光电应用 光学带隙
语言:

中文摘要

本研究旨在开发一种新型复合聚合物,该聚合物由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、ZnCo2O4/CdS、四丁基碘化铵(TBAI)和多壁碳纳米管(MWCNTs)组成,适用于多种光电应用。无论MWCNTs掺杂水平如何,掺杂了ZnCo2O4 + CdS/TBAI/x wt% MWCNTs的聚合物在UVB和UVC区域均表现出显著的吸收能力,而含有x = 0.25% MWCNTs的聚合物在UVA区域表现出最大的吸收度。含有ZnCo2O4 + CdS/TBAI/x wt% MWCNTs的PMMA实现了最低的直接和间接光学带隙能量。在600 nm波长下,含有ZnCo2O4 + CdS/TBAI/0.25 wt% MWCNTs的聚合物获得了最高的折射率(1.53)。掺杂0.25 wt% MWCNTs的聚合物表现出最优的光学参数值。最高能量密度值出现在含有ZnCo2O4 + CdS、TBAI和/或0.2 wt% MWCNTs的聚合物中。将不同填料引入PMMA后,显著提高了材料的介电常数和交流电导率。

English Abstract

This work seeks to develop a novel composite polymer comprising polymethyl methacrylate (PMMA), ZnCo 2 O 4 /CdS, tetrabutylammonium iodide (TBAI), and multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) for various optoelectronic applications. Loaded polymers with ZnCo 2 O 4 + CdS/TBAI/x wt% MWCNTs displayed significant absorbance in the UVB and UVC zones, irrespective of the MWCNTs doping level, while the polymer with x = 0.25% MWCNTs presented the maximum absorbance in the UVA zone. The least direct and indirect optical bandgap energies were achieved with PMMA containing ZnCo 2 O 4 + CdS/TBAI/x wt% MWCNTs. The highest refractive index (1.53) at 600 nm was attained with the polymer containing ZnCo 2 O 4 + CdS/TBAI/0.25 wt% MWCNTs. The doped polymer with 0.25 wt % MWCNTs demonstrates the greatest optical parameter values. The highest energy density value was recorded in ZnCo 2 O 4 + CdS, TBAI, and/or 0.2 wt% MWCNTs polymer. The incorporation of diverse fillers into PMMA resulted in an improvement in the dielectric constant AC conductivity.
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SunView 深度解读

该PMMA复合聚合物材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。ZnCo2O4-CdS/MWCNTs复合材料展现的高介电常数和能量密度特性,可为PowerTitan储能系统的电容器件和绝缘材料优化提供新思路。其宽光谱吸收特性和可调光学带隙,对ST系列PCS中的光电传感器件和EMI屏蔽材料改进具有启发意义。多壁碳纳米管掺杂技术可应用于提升储能系统母排连接件的导电性能和热管理效率,助力系统功率密度提升和长期可靠性优化。