ZnO不同微结构/Cu_4Bi_4S_9异质结光生电荷分离机制与光电性质

采用不同方法分别制备出ZnO纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米管等4种微结构薄膜,以Cu_4Bi_4S_9(CBS)纳米带为电子给体制备出ZnO不同微结构/CBS异质结。稳态光电压谱结果表明各异质结构都具有优于单一组分的光伏响应,而且光伏性质呈现出,ZnO纳米管/CBS>ZnO纳米棒/CBS>ZnO纳米线/CBS>ZnO纳米颗粒/CBS的特点。较弱正外电场诱导下各异质结构仍然保持稳态下的光伏响应特性。随着外电场逐步提高,ZnO纳米颗粒/CBS光伏性质增加显著,+2 V电压诱导下,ZnO纳米颗粒/CBS已接近ZnO纳米管/CBS光伏响应强度,并明显高于另外2类异质结构光伏性质。从电子受体微结构、异质结厚度、内建电场、能级匹配等方面,分析了关键因素的综合作用对光生电荷分离和收集效率的影响。     

Ag—MgF_2弥散结构复合薄膜的光学吸收特性

金属纳米颗粒和电介质基体构成弥散结构复合薄膜,由于局域表面发生等离子体共振效应,复合薄膜在一定光谱范围内会出现吸收峰增强的现象,而金属颗粒体积分数是影响共振吸收峰位置和强度的关键因素.分别采用有效介质理论和时域有限差分法对复合薄膜的吸收特性进行计算,讨论改变掺混颗粒体积分数对薄膜吸收率的影响.研究得出,随着体积分数的增加,更易在可见光波段产生强吸收峰.这一研究结果有助于掌握弥散结构复合薄膜吸收特性的影响机理.     

金纳米颗粒对染料敏化太阳能电池性能的优化

采用球磨法制备一系列掺杂有不同含量立方形金纳米颗粒的复合光阳极薄膜,并组装成染料敏化太阳能电池,研究立方形金纳米颗粒对光阳极薄膜以及染料敏化太阳能电池性能的影响。研究表明,当掺入立方形金纳米颗粒的质量分数为0.8%时,太阳能电池呈现出最优性能,其短路电流密度为15.32mA/cm~2,光电转换效率为6.708%,相比基于纯TiO_2光阳极分别提高14.47%和12%。太阳能电池性能的显著提高主要归因于立方形金纳米颗粒独特的局域表面等离子体共振效应,其能有效改善染料分子的光吸收性能,进而提高电池的光电转换效率。     

锗—二氧化硅复合薄膜的光电特性

采用射频共溅射技术在石英玻璃和硅片衬底上制备出Ｇｅ－ＳｉＯ２复合薄膜,然后在真空气氛中进行热处理。利拉曼散射、Ｘ射线衍射、ＵＶ／ＶＩＳ／ＮＩＲ透射和反射谱、变温电导测试等手段对薄膜的光、电特性进行了研究。实验结果表明,用热处理的方法可以在薄膜中形成Ｇｅ纳米颗粒,Ｇｅ纳米颗粒的平均尺度约５．０ｎｍ时,薄膜的光学带宽约１．４２ｅｖ,电导激活能的最小值约为０．４３ｅｖ。     

锗－二氧化硅复合薄膜的光电特性

采用射频共溅射技术在石英玻璃和硅片衬底上制备出Ge-SiO2复合薄膜,然后在真空气氛中进行热处理.利拉曼散射、X射线衍射、UV/VIS/NIR透射和反射谱、变温电导测试等手段对薄膜的光、电特性进行了研究.实验结果表明,用热处理的方法可以在薄膜中形成Ge纳米颗粒,Ge纳米颗粒的平均尺度约5.0 nm时,薄膜的光学带宽约1.42 ev,电导激活能的最小值约0.43 ev.     

锗 -二氧化硅复合薄膜的光电特性(英文)

采用射频共溅射技术在石英玻璃和硅片衬底上制备出Ge SiO2 复合薄膜 ,然后在真空气氛中进行热处理。利拉曼散射、X射线衍射、UV/VIS/NIR透射和反射谱、变温电导测试等手段对薄膜的光、电特性进行了研究。实验结果表明 ,用热处理的方法可以在薄膜中形成Ge纳米颗粒 ,Ge纳米颗粒的平均尺度约 5 .0nm时 ,薄膜的光学带宽约 1.42ev ,电导激活能的最小值约 0 .43ev。     

Zn_2SnO_4不同微结构/ZnFe_2O_4复合薄膜光电性质研究

为了深入研究异质结复合体系中光生电荷分离与传输机制以及主要影响因素,采用水热法在不锈钢滤网上分别制备出Zn2SnO4菱形纳米颗粒和有序纳米线,以Zn2SnO4两种不同微结构与ZnFe2O4无机敏化剂制备成Zn2SnO4/ZnFe2O4异质结。XRD检测结果表明,异质结构中两组分都达到了良好的结晶状态;同时,两复合体系都呈现出异质结复合结构的光吸收特性。稳态表面光电压测试结果表明两异质结构具有优于单一组分的光伏响应特性,而且,光伏性质呈现出Zn2SnO4有序纳米线/ZnFe2O4优于Zn2SnO4菱形纳米颗粒/ZnFe2O4的特点。较弱正外电场诱导下,两复合薄膜仍然保持稳态下的光伏响应特性;随着外电场逐步提高,Zn2SnO4菱形纳米颗粒/ZnFe2O4光伏性质增加非常明显,在+2V电压诱导下,Zn2SnO4菱形纳米颗粒/ZnFe2O4已接近Zn2SnO4有序纳米线/ZnFe2O4的光伏响应强度。实验结果表明光阳极微结构、载流子浓度、自由电荷扩散长度、空间电荷区厚度、内建电场和能级匹配对光生电荷分离和传输有直接的影响。     

金属颗粒的光散射模拟

以Mie理论为基础,用数值计算方法分析了金属球型颗粒的光散射特性,给出了金属颗粒对平行入射光的散射强度函数和散射偏振度的数值计算方法。利用Matlab软件模拟得到了散射光强度函数和偏振度随散射角和尺度参量变化的三维图。模拟结果表明:偏振峰个数随尺度参量的增大而增多,偏振峰之间的距离随尺度参量的增大而缩小。这种变化趋势可以作为检测金属颗粒粒径的理论依据。     

聚酰亚胺/Al_2O_3纳米复合薄膜性能的研究

采用原位聚合法制备聚酰亚胺/Al2O3无机纳米复合薄膜,利用透射电镜(TEM)测试掺杂前Al2O3纳米颗粒的尺寸,采用X射线衍射(XRD)分析薄膜相结构,利用紫外光谱仪等测试方法研究组分对复合薄膜的紫外可见光吸收光谱、热稳定性和耐电晕老化时间的影响.研究表明:Al2O3纳米颗粒掺杂到PI复合薄膜后,颗粒尺寸无明显变化,Al2O3纳米颗粒掺杂良好,能够与聚酰亚胺高分子链形成有机/无机复合结构;复合薄膜的紫外光吸收率提高,出现吸收峰红移现象;随着Al2O3纳米颗粒含量的增加,薄膜的热分解温度和耐电晕老化时间先增大后减小,当Al2O3纳米颗粒的质量分数达到25%时,热分解温度最高,比纯PI薄膜提高20℃以上;耐电晕老化时间最长,达到纯PI薄膜的11倍.     

Si基薄膜太阳电池绒面ZGO透明导电膜的研究

采用孪生对靶直流磁控溅射的方法在室温下制备高质量的Ga掺杂ZnO(ZGO)透明导电薄膜,用HCl腐蚀的方法获得满足光散射特性的绒面ZGO薄膜。制备的ZGO样品为具有六角纤锌矿结构的多晶膜,具有(002)方向的择优取向。腐蚀后,绒面ZGO薄膜的晶粒度减小,电阻率基本不变。在可见光范围内,绒面ZGO的反射率比平面ZGO的反射率下降了10%左右。将绒面ZGO薄膜应用于p-i-n型非晶Si薄膜太阳电池中,有效提高了太阳电池性能,使得电池的短路电流提高到17.79 mA/cm2,电池的转换效率增加到7.23%。     

镍泡沫定型相变材料制备与性能研究

聚光光伏热电耦合系统(CPV-TE) 通过聚光增大光照强度, 提升热电模块两侧的温差进而提高热电效率, 但聚光同时也带来光伏电池温度过高等问题。提高冷端换热能力是降低光伏温度, 提升热电冷热端温差的有效手段。研究了不同光强下, 冷端冷却温度、冷却水流速以及不同冷却介质对CPV-TE 的影响。研究发现降低冷却水温度 和提高介质流速, 不仅降低光伏电池温度、提高光电转化效率, 而且增大热电模块两侧的温差提高热电效率。采用MWCNT- 水纳米流体作为换热介质, 可以进一步提升冷却效果进而提高系统整体输出。     

冷端冷却方式对聚光光伏热电耦合系统的影响

聚光光伏热电耦合系统(CPV-TE)通过聚光增大光照强度,提升热电模块两侧的温差进而提高热电效率,但聚光同时也带来光伏电池温度过高等问题.提高冷端换热能力是降低光伏温度,提升热电冷热端温差的有效手段.研究了不同光强下,冷端冷却温度、冷却水流速以及不同冷却介质对CPV-TE的影响.研究发现降低冷却水温度和提高介质流速,不...     

单晶硅片质量对太阳能电池性能的影响研究

太阳能电池硅片的质量是影响电池片转换效率以及电池组件发电效率的一个关键因素。硅片缺陷的存在会极大地降低电池片的发电效率,减少电池组件的使用寿命,甚至影响光伏发电系统的稳定性。通过对单晶硅片质量进行检测,分析少子寿命、早期光致衰减以及位错对太阳能电池性能的影响及解决方案。     

目标对复杂背景辐射的光散射

利用电磁辐射和散射理论，讨论了目标表面双向反射分布函数，利用Lowtran7大气传输模型计算大气背景辐射，通过双向反射分布函数将背景入射光照度和目标散射亮度结合起来，推导了粗糙面对复杂背景辐射光散射强度空间分布表达式，讨论了散射的相干和非相干分量，完成了目标对阳光、大气背景辐射的光散射的光谱分布和空间强度分布的计算，对于粗糙朗伯面将公式进行了简化。     

动态光散射法超细颗粒测量技术研究

讨论液体中超细颗粒动态光散射法测量的机理、推导了多颗粒散射光强公式。建立了自相关函数。同时 ,介绍了散射光强波动信息提取的实验装置及方法 ,建立了数据处理的数学模型及算法     

具有可见光响应的改性纳米TiO2研究进展

通过改性可以改变TiO2只有在紫外光激发下才显示出较高光催化效率的特点,使其在可见光范围也显示出较高的活性。本文综述了纳米TiO2改性方面的研究进展,指出通过元素掺杂、贵金属修饰、聚合物修饰、半导体复合、染料敏化等手段对TiO2进行改性,可以减小纳米TiO2禁带,提高纳米TiO2对可见光的响应性和量子效率。分析认为,实验室制备的改性纳米TiO2可见光光催化效果已经比较理想,解决回收难、工程易操作性等问题是未来的发展方向。     

光伏发电系统最大功率点跟踪算法的研究

在光伏发电系统中,光伏电池输出特性受光照强度及环境温度影响很大,具有明显的非线性特征。为了提高光伏电池的利用效率,需要对光伏电池的最大功率点进行快速准确地跟踪控制。本研究对短路电流法与扰动观察法进行了详细的分析,最后结合两种方法的优点,提出了双模式最大功率点跟踪方法,该方法具有跟踪外部环境变化快,最大功率点无振荡现象,对光伏电池利用率高的优点。此外,日照变化剧烈情况下该方法不会失去MPPT控制的能力。     

变论域模糊PID控制在微电网MPPT中的研究

针对微电网中光伏系统具有非线性、数学模型不确定的特点,分析了现有光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)控制方法的优点和不足,采用变论域的思想,应用了变论域模糊PID算法,设计了实现MPPT的二级模糊控制器.由第一级模糊控制器确定输入论域伸缩因子来改变第二级模糊控制器的输入论域,并在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型.仿真结果表明,变论域模糊PID控制能够快速、准确地跟踪光伏电池的最大功率点,基本消除了振荡现象,提高了光伏电池的工作效率和系统稳定性.     

独立光伏发电系统高效充电控制器设计

针对小功率独立光伏发电系统中铅酸蓄电池使用寿命短、充电效率低的问题,提出基于放电脉冲的3阶段充电方法.该方法通过放电脉冲控制铅酸蓄电池的自放电,以增大铅酸蓄电池的可接受充电电流,使铅酸蓄电池能够完全吸收光伏电池组件输出的电能,提高独立光伏发电系统的充电效率.该方法结合最大功率跟踪算法协调铅酸蓄电池与光伏电池组件之间的工作关系,提高独立光伏发电系统的工作效率.根据这一思路设计具有高充电效率的独立光伏发电系统控制器.与传统控制器相比,它不仅提高了光伏电池组件的利用率,加快了对蓄电池的充电,而且可以保护蓄电池并延长使用寿命.     

具有可见光响应的改性纳米TiO2研究进展

通过改性可以改变TiO₂只有在紫外光激发下才显示出较高光催化效率的特点,使其在可见光范围也显示出较高的活性。本文综述了纳米TiO₂改性方面的研究进展,指出通过元素掺杂、贵金属修饰、聚合物修饰、半导体复合、染料敏化等手段对TiO₂进行改性,可以减小纳米TiO₂禁带,提高纳米TiO₂对可见光的响应性和量子效率。分析认为,实验室制备的改性纳米TiO₂可见光光催化效果已经比较理想,解决回收难、工程易操作性等问题是未来的发展方向。