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高效率近紅外鈣鈦礦量子點之發光二極體

為了解決抗uv手套的問題,作者趙力韡 這樣論述:

目錄摘要 iABSTRACT ii致謝 iv目錄 v表目錄 viii圖目錄 ix第一章 緒論 11.1 前言 11.2 研究動機與論文架構 1第二章 理論基礎與文獻回顧 52.1 鈣鈦礦之特性 52.2 量子點之探討與介紹 62.2.1 量子點之特性 62.2.2 量子點之應用 62.3 鈣鈦礦量子點發光二極體原理 82.4 鈣鈦礦量子點發光二極體(QLED)之材料特性 82.4.1 導電基板ITO 82.4.2 電洞注入層PEDOT:PSS 82.4.3 電洞傳輸層(PVK / Poly-TPD / VB-FNPD) 92.4.4 發光層鈣鈦礦FA

PbI3量子點 112.4.5 電子傳輸層TPBi 112.4.6 電子傳輸層CN-T2T 122.4.7 金屬電極LiF/Al 13第三章 實驗方法與步驟 143.1 實驗大綱 143.2 實驗材料 143.3 實驗設備 153.3.1 CO2 清洗設備 153.3.2 加熱板 163.3.3 旋轉塗佈機 173.3.4 半導體雷射雕刻機 183.3.5 磁力攪拌機 183.3.6 高速離心機 193.3.7 氧電漿機 203.3.8 手套箱系統 213.3.9 真空熱蒸鍍系統 223.4 實驗步驟 233.4.1 FAPbI3鈣鈦礦量子點(Quantu

m Dots)合成步驟 233.4.2 ITO基板清洗 243.4.5 氧電漿表面處理 253.4.6 電洞注入層PEDOT:PSS薄膜製備 253.4.7 電洞傳輸層PVK/Poly-TPD/VB-FNPD薄膜製備 253.4.8 發光層FAPbI3鈣鈦礦量子點薄膜製備 253.4.9 電子傳輸層TPBi與CN-T2T蒸鍍 263.4.10 電子注入層LiF蒸鍍 263.4.11 金屬電極Al蒸鍍 263.4.12 元件封裝 273.5 量測儀器與系統 283.5.1 原子力顯微鏡 283.5.2 場發式掃描電子顯微鏡 293.5.3 場發式穿透電子顯微鏡 30

3.5.4 X射線繞射儀 303.5.5 X射線光電子能譜儀 313.5.5 傅立葉變換紅外光譜 323.5.5 光激發螢光光譜與時間解析光激發螢光光譜 333.5.5 界達電位 343.5.5 LED絕對螢光量子產率測試儀 35第四章 實驗結果與討論 374.1 透過PEAI鈍化FAPbI3鈣鈦礦量子點之材料特性分析 374.2 不同HTL之FAPbI3鈣鈦礦量子點薄膜表面型態分析 404.3 HTL與FAPbI3鈣鈦礦量子點之間的覆蓋成膜機制 434.4 FAPbI3鈣鈦礦量子點元件及結構分析 44第五章 結論與未來展望 515.1 結論 515.2 未來展

望 51參考文獻 52表目錄表1.1 歷年NIR-I QLED的元件性能總結 3表3.1 實驗材料總表 20表4.1不同濃度PEAI鈍化FAPbI3量子點XRD與PL譜中峰FWHM、平均激子壽命和PLQY總表 54表4.2 不同溶液退火時間之薄膜殘留率 60 圖目錄圖2.1鈣鈦礦結構示意圖 5圖2.2 PEDOT:PSS分子結構圖 13圖2.3 PVK分子結構圖 14圖2.4 Poly-TPD分子結構圖 15圖2.5 VB-FNPD分子結構圖 16圖2.6 TPBi分子結構圖 17圖2.7 CN-T2T分子結構圖 17圖3.1液態CO2 清洗設備 19圖3.2加熱板

22圖3.3旋轉塗佈機 23圖3.4半導體雷射雕刻機 24圖3.5磁力攪拌機 25圖3.6高速離心機 26圖3.7氧電漿機 27圖3.8三手套箱與四手手套箱 28圖3.9真空熱蒸鍍系統 29圖3.10 PEAI鈍化的FAPbI3量子點的合成示意圖 33圖3.11有機材料與金屬遮罩示意圖 33圖3.12量子點發光二極體元件示意圖 35圖3.13量子點發光二極體元件封裝示意圖 36圖3.14原子力顯微鏡實體照 39圖3.15 場發射掃描式顯微鏡 40圖3.16 場發射穿透式顯微鏡 41圖3.17 X光繞射儀 42圖3.18 X射線光電子能譜儀 43圖3.19傅立

葉變換紅外光譜 45圖3.20 光激發螢光光譜與時間解析光激發螢光光譜 46圖3.21 界達電位 47圖3.22 LED絕對螢光量子產率測試儀 48圖4.1不同濃度PEAI鈍化FAPBI3 QDs (a) TEM圖像 49圖4.1不同濃度PEAI鈍化FAPBI3 QDs (b) XRD圖 49圖4.1不同濃度PEAI鈍化FAPBI3 QDs (c) I3d和 49圖4.1不同濃度PEAI鈍化FAPBI3 QDs (d) Pb4f XPS光譜 49圖4.1不同濃度PEAI鈍化FAPBI3 QDs (f) FTIR光譜 49圖4.1不同濃度PEAI鈍化FAPBI3 QDs (g)

TRPL衰變曲線 49圖4.2不同PEAI 濃度鈍化FAPbI3QDs低倍TEM與粒徑分析 50圖4.3不同PEAI 濃度鈍化FAPbI3cQDs內燈(左)和UV燈(右)照片 51圖4.4不同電洞傳輸層 (a) AFM圖像 52圖4.4不同電洞傳輸層 (b) SEM圖案 52圖4.4不同電洞傳輸層 (c)正辛烷和HTLs之間的接觸角的照片 52圖4.4不同電洞傳輸層 (d)室內光下的PVK、Poly-TPD和VB-FPND膜照 52圖4.4不同電洞傳輸層 (e) UV燈下的PVK、Poly-TPD和VB-FPND膜照 52圖4.4不同電洞傳輸層 (f) Rq、覆蓋率、殘留率、

接觸角、ζ電位和PLQY 52圖4.5 在(a) PVK (b)Poly-TPD (c) VB-FNPD膜上的FAPbI3量子點之覆蓋率 58圖4.6基板和量子點間(a)不同和 (b)相同極性的表面電荷的示意圖 59圖4.7在VB-FPND上塗佈不同PEAI濃度鈍化FAPbI3量子點的AFM圖 59圖4.8 QD成膜機制示意圖 (a)大接觸角 (b)低粘附力 (c)高粘附力 59圖4.9 (a)元件結構示意圖 60圖4.9 (b)不同傳輸層之能級圖 60圖4.9 (c) 不同結構電流密度-電壓曲線 60圖4.9 (d) 不同結構輻射度-電壓曲線 60圖4.9 (e)不同結構E

QE-電流密度曲線 60圖4.9 (f)不同偏壓下效率最佳元件EL光譜 (插圖是為3.6 V的元件發光圖) 60圖4.9 (e) 使用不同電洞傳輸層之電壓-電流密度 60圖4.9 (d) 使用不同電洞傳輸層之 EQE特性曲線圖 61圖4.10 CN-T2T和TPBi的UPS圖與Tauc plots圖 61圖4.11 PEAI2的UPS圖 62圖4.12 (a) PVK (b)Poly-TPD (c)VB-FNPD之UPS圖和Tauc plots圖 62圖4.13 PEAI10、PEAI1、PEAI2和PEAI3之元件阻抗 63圖4.14 CN-T2T和TPBi元件之阻抗 63

圖4.15 (d) 元件3結構重複性測試數據圖 64圖4.16 元件3在不同初始輻射發射度之工作壽命 (T50) 64

奈米銀絲導電膜應用於鈣鈦礦太陽能電池電極之研究

為了解決抗uv手套的問題,作者左永意 這樣論述:

摘要 iAbstract ii誌謝 iii目錄 v表目錄 ix圖目錄 x第一章 緒論 11.1 前言 11.2 太陽能電池概述 31.3 鈣鈦礦太陽能電池 61.3.1鈣鈦礦太陽能電池由來 61.3.2 鈣鈦礦太陽能電池結構類型 71.3.3工作機制 81.4 奈米銀絲 9第二章 文獻回顧 102.1 鈣鈦礦太陽能電池發展 102.2 鈣鈦礦太陽能電池的製作 122.2.1 一步溶液沉積法 122.2.2 二步溶液沉積法 132.2.3 刮刀塗佈法 132.2.4 噴塗法 142.3 奈米銀絲製備方法 152.3.1 模板合成法(template

method) 152.3.2 晶種合成法(Seed-meduated growth) 172.3.3 水熱還原法(hydrothermal method) 182.3.4 零維奈米結構自組裝法(self-assembly) 192.3.5 二氧化鈦薄膜生成奈米銀絲法 202.3.6 光還原法 212.3.7 多元醇合成法(polyol synthesis) 222.4 奈米銀絲在鈣鈦礦太陽能電池上的應用 23第三章 實驗內容 323.1 實驗藥品 323.2 實驗儀器設備 343.2.1 旋轉塗佈機(Spin-Coating) 353.2.2 太陽光模擬器(Solar

Simulator) 353.2.3 電位電流控制儀(Source Meter) 353.2.4 紫外光-臭氧清潔機(UV-OZONE) 363.2.5 熱蒸鍍鍍膜系統(Physical Vapor Deposition, PVD) 363.2.6 手套箱(Gloves box) 363.2.7 紫外光/可見光光譜儀(UV-VIS) 373.2.8 場發射掃描式電子顯微鏡(SEM) 373.2.9 螢光光譜儀(PL) 373.2.10 電化學阻抗分析儀(EIS) 373.2.11 太陽能電池全方位量子效率量測儀 383.2.12 X射線光電子能譜儀(XPS) 383.2

.13 蠕動幫浦 383.2.14 粉末X光繞射儀(XRD) 383.2.15 水流幫浦 393.2.16 機械幫浦 393.2.17 精秤天秤 393.2.18 超聲波震盪器 393.3 實驗步驟 403.3.1 實驗整體架構 403.3.2 奈米銀絲合成之步驟 403.3.3 奈米銀絲薄膜之製備 423.3.4 二氧化鈦奈米粒子合成 433.3.5 溶液配置 433.3.5.1 氧化錫(SnO2)電子傳輸層溶液配置 433.3.5.2 鈣鈦礦前驅液配置 443.3.5.3 Spiro-OMeTAD 電洞傳輸層溶液配置 453.3.5.4 修飾層PEDOT:PS

S溶液配置 463.3.6 鈣鈦礦電池之製作步驟 46第四章 結果與討論 494.1 鈣鈦礦太陽能電池之表徵 494.1.1掃描式電子顯微鏡(SEM) 494.1.2 X光繞射儀XRD分析 504.1.3 紫外光-可見光(UV-VIS)光譜分析 504.1.4 螢光光譜儀(PL)分析 514.2 奈米銀絲之表徵及優化後製作為電池元件分析 524.2.1 光學顯微鏡(OM)觀測奈米銀絲及奈米銀絲薄膜 524.2.2 奈米銀絲之XRD 534.2.3 SEM觀測奈米銀絲及奈米銀絲薄膜 534.2.4 不同種類幫浦過濾之奈米銀絲導電性之比較 544.2.5 還原前奈米銀絲

製成元件之J-V curve 554.2.6 XPS分析奈米銀絲薄膜 564.2.7 未添加ES48對銀絲電極之影響 604.2.8 製作成鈣鈦礦太陽能電池後之EIS分析 614.2.9 整體太陽能電池元件之SEM剖面圖 624.2.10 不同照度之鈣鈦礦太陽能電池元件分析 634.2.11 製作成鈣鈦礦太陽能電池後之J-V curve分析 654.2.12 EQE外部量子效益分析 674.2.13 還原前後奈米銀絲Work Function 差異 684.2.14 不同還原程度之奈米銀絲及其製作成元件後之分析 704.2.15 製作成電池元件後之耐候性測試 714.3

奈米銀絲之長短對於電池元件之分析 724.3.1 短奈米銀絲之OM、SEM分析 724.3.2 J-V curve 分析 73第五章 結論 75參考文獻 76