染料敏化太阳能电池双层结构光阳极研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSCs)因为其制备工艺简单、实用化前景好、成本低、转换效率高等优点而受到广泛关注。简要介绍了染料敏化太阳能电池结构和工作原理,并从电解质、染料敏化剂、对电极和光阳极等方面综述了其各组成部分的研究现状。重点以TiO_2/CeO_2复合光阳极为例,阐述了染料敏化太阳能电池光阳极薄膜材料的发展历程,总结了双层结构薄膜材料的光散射效应、上转换性质、比表面积、光响应能力以及电子传输性能对整个电池性能优化的影响,并对未来染料敏化太阳能电池研究方向和前景进行了展望。     

量子点敏化太阳能电池TiO2光阳极研究进展

不同结构的TiO_2光阳极对量子点敏化太阳能电池(QDSCs)性能有着重要影响,通过构筑不同纳米结构的TiO_2光阳极,能够有效提升电池性能。介绍了QDSCs的结构和基本原理,重点综述了不同结构的TiO_2光阳极,如零维(0-D)纳米结构、1-D纳米结构、2-D纳米结构及其它复合纳米结构在QDSCs中的应用现状和发展趋势,同时讨论了不同结构TiO_2光阳极的优缺点。最后,指出了可能提升QDSCs效率的有效途径。     

水热法制备TiO_2/ZnO纳米花光阳极及其光电性能

采用水热法在TiO_2薄膜上制备ZnO纳米花,通过研究氢氧化钠溶度对ZnO纳米花生长形貌的影响,并调整工艺以优化ZnO纳米花形貌;同时把TiO_2/ZnO复合薄膜光阳极组装成染料敏化太阳能电池,通过测试得出J-V、EIS曲线。结果表明,基于TiO_2/ZnO复合薄膜染料敏化太阳能电池开路电压0.80 V,短路电流4.65mA/cm~2,转化效率2.32%;其性能优于单一的TiO_2染料敏化太阳能电池。     

ZnO基复合材料在染料敏化太阳能电池中的研究

ZnO作为染料敏化太阳能电池(DSSC)光阳极的研究已成为近年来的热点。简要介绍了染料敏化太阳能电池的发展及其结构,ZnO在染料敏化太阳能电池方面应用的优点(如无污染、良好的形貌可控性、电子迁移率大等)和缺点,以及近年来关于ZnO与其他材料复合的制备及应用于染料敏化太阳能电池光阳极的研究进展,论述了ZnO基复合材料的优点,并分析了该材料研究的发展方向。     

SnO_(2)作散射层的光阳极膜厚对量子点染料敏化太阳能电池光电性能的影响EI北大核心CSCD

先用一步水热法合成空心纳米球,再将其作为量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)光阳极的散射层材料用丝网印刷技术刮涂在TiO_(2)基底上。组装成的QDSSCs电池具有优异的电化学性能,表明SnO_(2)的空心球结构有利于电解质的存储,在保证电子高效传输速率的同时提高其化学稳定性,使循环反应更加有效。在QDSSCs的制备过程中,以ZnCuInSe量子点为敏化剂,进一步研究了吸附量子点后不同膜厚的光阳极对太阳能电池光电性能的影响。膜厚为9μm的SnO_(2)散射层其最高光电转换效率值7.31%,可应用在QDSSCs中。     

染料敏化太阳能电池的研究进展

染料敏化太阳能电池是一种环保太阳能电池,由于其制作工艺简单、小尺寸等特点,在纺织和电子器件供能等领域有着广泛的应用前景。本文介绍了染料敏化太阳能电池的研究现状、组成结构和工作原理,重点介绍了组成太阳能电池中的对电极、光阳极和电解质材料的研究进展和现状,总结了目前染料敏化太阳能电池的研究成果,分析了各种材料作为对电极、光阳极和电解质的优缺点。同时还介绍了染料敏化太阳能电池在纺织领域作为智能纺织品的应用,展望了染料敏化太阳能电池的未来发展趋势。     

上转换发光材料La(OH)3∶Er3+/Yb3+的制备及在染料敏化太阳能电池中的应用

针对N719染料仅可吸收可见光这一局限,本研究旨在通过引入上转换发光材料并将其应用于染料敏化太阳能电池的光阳极来拓宽光谱吸收范围,提高光的捕获率,进而达到提高电池光电转换效率的目的。首先,采用水热合成法以不同pH值的先驱体溶液,成功制备了Yb~(3+)/Er~(3+)双掺杂La(OH)_3粉末,然后将适量合成的稀土发光粉掺入TiO_2纳米浆料中,采用刮涂法成膜制备光阳极,并将其组装成染料敏化太阳能电池。研究结果表明,稀土发光粉的加入拓宽了光谱吸收范围,在其掺杂量达到3%时,电池的短路电流密度Jsc提高到17.72mA·cm-2,最终获得了8.3%的光电转换效率。     

稀土发光材料在染料敏化太阳能电池中的研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSCs)由于工艺简单、价格便宜、转换效率高等优点而备受关注.其中起负载敏化剂以及收集和传输电子作用的光阳极是关系到电池性能的重要部件.介绍了染料敏化太阳能电池的基本结构和工作原理,综述了优化染料敏化太阳能电池结构的研究现状;重点阐述了稀土发光材料改性二氧化钛提高光电转换效率的研究进展;指出稀土发光材料改性二氧化钛光阳极是提高染料电池光电转换效率的有效途径,也是未来的主要发展方向.     

染料敏化太阳能电池光阳极的研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSC)具有成本低、质量轻、来源广等优点，是现有硅太阳能电池的替代品之一，应用前景广阔。DSSC制备的关键在于基材及与之相关的光阳极材料的制备。综述了光阳极近年的发展情况，详细分析了离子掺杂、基于微观结构改性的复合结构、表面处理和替代二氧化钛光阳极。水热法、电沉积法是目前制备高效光阳极的主要方法。最后对光阳极的研究方向进行了总结，并展望了未来染料敏化太阳能的发展趋势。     

染料N719和Q-PbS复合敏化Zn_2TiO_4纳米晶薄膜电极的研究

为了有效的利用太阳能,提高纳米晶薄膜太阳能电池的效率,针对太阳的发射光谱和纳米薄膜的吸收光谱,设计出复合敏化的薄膜太阳能电池。采用溶胶-凝胶法在FTO玻璃上制备了Zn_2TiO_4纳米晶薄膜,用XRD和SEM分别对其物相及形貌进行了表征;以染料N719和Q-PbS为敏化剂,制备了多种Zn_2TiO_4纳米晶薄膜电极,分别测试了他们的UV-Vis吸收光谱;优选出敏化效果好的电极为光阳极组装了太阳能电池,并进行了光电性能测试。研究结果表明,纳米晶薄膜为尖晶石结构的Zn_2TiO_4,呈球形多孔,平均晶粒约80nm;染料N719和Q-PbS敏化的电极,光响应范围均扩展到可见光区,出现了明显的红移,而且复合敏化的电极在可见光区具有较强的吸收;制备了多种染料敏化太阳能电池(DSSC),在模拟太阳光下,Zn_2TiO_4+Q-PbS(2min)+N719薄膜电极组成的DSSC的性能最优,其开路电压0.65V,电流密度3.3mA/cm~2,填充因子77%和转化效率达1.61%。     

Mass Absorption Coefficient of Tungsten and Tantalum, 1450 eV to 2350 eV: Experiment,Theory, and Application

The mass absorption coefficients of tungsten and tantalum were measured with soft x-ray photons from 1450 eV to 2350 eV using an undulator source. This region includes the M₃, M₄, and M₅ absorption edges. X-ray absorption fine structure was calculated within a real-space multiple scattering formalism; the predicted structure was observed for tungsten and to a lesser degree tantalum as well. Separately, the effects of dynamic screening were observed as shown by an atomic calculation within the relativistic time-dependent local-density approximation. Dynamic screening effects influence the spectra at the 25 % level and are observed for both tungsten and tantalum. We applied these results to characterize spatially-resolved spectra of a tungsten integrated circuit interconnect obtained using a scanning transmission x-ray microscope. The results indicate tungsten fiducial markers were deposited into silica trenches with a depths of 50 % and 60 % of the markers’ heights.     

反应时间对CH3NH3PbBr3钙钛矿纳米晶形貌及荧光性能的影响

有机-无机杂化钙钛矿(CH_3NH_3PbX_3,X=Cl、Br、I)材料正成为最近全世界研究的热点,在太阳能电池、量子点发光等众多领域有着广泛的应用。本研究重点考察反应时间对热注入法合成的CH_3NH_3PbX_3纳米晶的形貌及荧光性能的影响,并采用吸收光谱、荧光光谱、X射线衍射、透射电镜及扫描电镜等手段对材料进行分析。研究表明,随着反应时间的延长,产物从6nm左右的球状纳米颗粒变为层状纳米片;反应时间继续延长,纳米片的尺寸变大,厚度变厚;同时,产物的吸收峰和荧光发射峰都发生蓝移。通过绝对量子产率的分析,发现反应时间为180s时产物的量子产率最高。     

铁酸锌作为光催化剂的研究进展

铁酸锌是具有较高光催化活性及对可见光敏感的n型半导体,其独特的磁性能和化学稳定性使其在光催化领域有着广泛的应用。针对不同形貌的铁酸锌,采用不同的改性方法,可将其与其他材料结合制备出更为高效、实用的光催化剂。近年来,利用铁酸锌的特性,制备磁性可回收且性能稳定的复合光催化剂引起了科研人员的广泛关注。概述了铁酸锌作为光催化剂的基本性质,对不同形貌铁酸锌的制备方法进行了总结,并重点讨论了铁酸锌在光催化方面的改性技术及改性机理,最后对目前存在的问题和未来的研究方向做了简要的总结和预测。     

溶胶-凝胶法制备铜锌锡硫材料的研究进展

四元硫化物铜锌锡硫(CZTS)是一种新型薄膜太阳电池材料,具有锌黄锡矿结构,呈p型导电性,带隙约为1.5eV,光学吸收系数高于10~4cm~(-1),这些特性与太阳光谱相匹配。基于上述原因,CZTS薄膜是一种有望能低成本、可规模化开发利用的新型薄膜太阳电池材料。简要阐述了CZTS性质及其薄膜太阳能电池的器件结构,详细介绍了溶胶-凝胶方法制备CZTS薄膜及其相应器件效率的研究进展。最后,总结了此方法制备CZTS薄膜及其相关电池性能难以突破的关键技术问题,并提出了有效的改进措施,对CZTS薄膜太阳电池未来的研究进行了展望。     

热处理对Bi2O3-B2O3-SiO2凝胶玻璃粉体结构与性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了一种Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂系玻璃粉体,在200 ℃、400 ℃、600 ℃和800 ℃温度下分别对凝胶玻璃粉体进行热处理,借助SEM、TEM、XRD、FT-IR、Raman、XPS、DSC、热膨胀仪及“纽扣”烧结实验分别测定了经不同温度热处理后玻璃粉体的结构与性能,分析了其结构变化对玻璃粉体转变温度T_g和烧结特性的影响。结果显示,在实验温度范围内,随热处理温度升高,Bi³⁺逐渐进入玻璃网络中,[BiO₆]八面体和[BiO₃]三角体、[BO₄]四面体和[BO₃]三角体分别与[SiO₄]四面体以顶角相连的方式构建玻璃网络结构。O1s和Bi4f的电子结合能逐渐增大,B1s的电子结合能减小,玻璃网络结构稳定性增强,导致玻璃转变温度T_g及玻璃膨胀软化点温度T_d升高、 润湿性降低且热膨胀系数略有降低。经600 ℃热处理后,玻璃粉体具有较优的烧结性能,T_g、T_d分别约为485 ℃及542 ℃,热膨胀系数α约为7.067×10-6/℃。     

磁性CuFe2O4纳米棒的合成及其芬顿反应降解刚果红性能的研究

以α-FeOOH纳米棒为模板,通过高温烧结法制备了磁性CuFe2O4纳米棒,并研究其芬顿氧化降解刚果红染料的性能。结果表明CuFe2O4纳米棒在150min内可以有效降解90%以上的刚果红染料,经过5次循环后,降解率并无明显下降,同时还考察了其他反应条件对降解率的影响。这种新型磁性芬顿试剂在水处理方面有较好的应用前景。     

Nb2O5对透辉石基矿渣微晶玻璃显微结构和力学性能的影响

为研究Nb_2O_5对透辉石基矿渣微晶玻璃显微结构和力学性能的影响机理,以富铁白云鄂博西尾矿、粉煤灰为主要原料,采用熔融工艺制备了添加质量分数0%~4%Nb_2O_5的透辉石基矿渣微晶玻璃。DTA、XRD、SEM和力学测试结果表明,Nb_2O_5主要以Ca2Nb2O7第二相的形式存在于辉石相界,其含量随Nb_2O_5添加量升高而增大。同时辉石主晶相从类菊花状枝晶组织转变成平均尺寸逐渐减小的圆角岛状组织。微晶玻璃的抗折强度平均为207 MPa,当Nb_2O_5质量分数为2%时最高,达236 MPa。     

纳米MoS2的合成及其在重油深度转化中的应用

MoS_2是在催化剂领域、光化学领域以及润滑油领域都广受关注的材料。因其良好的加氢活性,通常在石油化工领域中作为加氢过程的催化剂活性组分。介绍了纳米MoS_2的插层剥离法、气相化学沉积法、前驱物分解法、水热合成法等多种合成方法,列举了不同方法合成MoS_2产品在形貌、大小、比表面积等方面的特点,并针对重油转化所需催化剂的特性对不同合成方法的优缺点进行了对比。最后简单介绍了意大利ENI公司以非负载MoS_2作为催化剂在浆态床加氢工业应用的实例。     

甲醛在TiO2表面吸附的第一性原理研究

利用密度泛函理论研究了HCHO分子在TiO2金红石(110)面和锐钛矿(101)面上的吸附,结果表明甲醛在这些面上均能形成稳定的化学吸附与物理吸附。在物理吸附中,分子构型受吸附的影响均十分微弱。而在化学吸附中,甲醛分子明显变形,甲醛分子与表面的2配位O原子(O2C)一起形成双氧甲基(CH2O2)物种。化学吸附导致HCHO分子中的羰基延长14%~17%,表明吸附削弱了分子内原子之间的作用,从而有利于分解。此外,在这两种表面中,金红石(110)面对HCHO较强的吸附显示了其活性比锐钛矿(101)面高。     

Mg-Zn-Y合金中14H-LPSO相与W相的电子结构与弹性性能的第一性原理计算

运用密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法计算了14H-LPSO相和Mg_3Y_2Zn_3(W相)的能带、态密度、电子结构及弹性常数,计算的晶格参数与实验值相吻合。能带结构和态密度分析计算结果显示,14H-LPSO相成键能量范围主要在-8~3eV之间,W相的成键能量范围主要在-8~0.5eV之间。这表明LPSO相成键峰主要来自Mg3s、Zn4s、Y5s和4p轨道,W相的成键峰主要来自Mg3s、Zn3p和Y4d轨道。14H-LPSO相的(0001)面的电荷密度分析表明,Zn原子和Mg原子之间的电子云重叠较强,两者形成了较强的共价键;Zn原子和Y原子之间的电子云重叠较弱,形成较弱的共价键;W相的(011)面的电荷密度分析表明Zn原子和Y原子之间的电子云重叠较强,两者形成了较强的共价键。通过计算14H-LPSO相与W相的弹性常数,推导了体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比、弹性各向异性系数的计算式。将两者与Mg基体进行比较,结果表明,三者的塑性关系为Mg基体14H-LPSO相W相,其中W相的硬度最大。