基于太阳能低温集热蓄热的相变流体制备及性能研究

基于前期对相变流体的实验研究,选定了以质量分数为20%的烃类相变流体作为基液,制备了多组以TiO_2纳米颗粒为添加剂,SDBS为分散剂的添加纳米颗粒的相变流体。通过改变纳米颗粒质量分数、粒径以及分散剂质量分数,分析不同相变流体随温度变化的热物性及稳定性,最终得出烃类相变流体中分别添加质量分数为0.1%的20 nm TiO_2纳米颗粒及质量分数为0.1%的SDBS分散剂,其热物性及稳定性最佳。为添加纳米颗粒的相变流体的制备及其在太阳能低温集热蓄热领域的应用提供了参考。     

直接吸收式太阳能集热纳米流体光热特性研究

采用两步法配制了Co-H2O纳米流体,针对不同粒径、不同质量分数、不同pH值的纳米流体,与去离子水一起同步测试了其光热转换特性。实验结果表明:纳米流体的温升速率及集热量明显优于去离子水的。纳米流体质量分数有一最佳值,实验中质量分数为0.1%时效果最好,其最高温度要比纯水高出30.3%。30 nm Co-H2O纳米流体的光吸收能力要强于50 nm Co-H2O纳米流体的。pH值对光热特性有较大影响,实验中p H=8效果最佳。Co-H2O纳米流体优异的光吸收性能表明其有望运用在直接吸收式太阳能系统中。     

直接吸收式太阳能集热纳米流体辐射特性实验研究

采用两步法配制了Cu-H2O、Co-H2O、MWCNT-H2O三种纳米流体,利用紫外-可见-近红外分光光度计结合积分球原理测试了不同粒径、不同质量分数、不同光程的上述纳米流体在太阳能全波段(250nmλ2500nm)的透射率。结果表明,三种纳米流体的透射率都要比水的小,并且纳米流体的透射率随着粒径的增大以及质量分数的增加而降低,随着光程的减小而增大。在相同质量分数条件下,MWCNT-H2O透射率最小,在250~775nm波段,Co-H2O的透射率要高于Cu-H2O的,而在775~1370nm波段,Co-H2O的透射率要低于Cu-H2O的,表明不同粒子在不同波段具有不同的光吸收性能。     

液相还原-步法制备超细铜纳米流体的研究

采用硼氢化钾液相一步法还原硫酸铜水溶液,加入了络合剂EDTA-2Na和阳离子型分散剂CTAB(C19H42NBr),获得了铜纳米流体。由动态光散射粒度分析仪测得加入0.05mol/LCTAB的纳米流体的平均粒度仅为1.02nm,经X射线衍射分析离心分离所得粉末绝大部分为纯净的纳米铜粉,还存在极少量的Cu2O,这受到络合剂EDTA-2Na化学反应的影响。     

聚光太阳能集热场先进技术综述

聚光太阳能热发电技术因其稳定性、可控性,以及高装机容量成为太阳能热利用方式的重要形式。太阳能集热场的集热效率是影响聚光太阳能热电站发电容量和光电效率的重要因素。针对近期太阳能集热场提高光热转化性能的关键技术,从光学结构、集热器结构以及流体工质3个方面进行综述,总结了先进的集热器优化策略和性能提升技术,并指出相应优化方法的局限性,在此基础上对集热场技术未来的发展提出展望。     

添加纳米颗粒和分散剂的相变流体性能测试研究

结合太阳能低温集热蓄热,基于前期选定的烃类相变流体,通过热物性和稳定性测试对比,选取了适合的纳米颗粒(TiO_2)和分散剂(SDBS),分析了纳米颗粒质量分数、粒径以及分散剂质量分数对相变流体的热物性及稳定性的影响。结果表明,纳米颗粒质量分数越大,颗粒粒径越大,相变流体的热物性及动态稳定性越差,而分散剂质量分数对相变流体的动态稳定性影响不大。烃类相变流体中分别添加质量分数为0.1%的20 nm TiO_2纳米颗粒和质量分数为0.1%的SDBS分散剂,其热物性及稳定性最佳。     

用于直接吸收式太阳能集热器的纳米流体研究进展

不同于传统的平板集热器和真空管集热器,直接吸收式太阳能集热器是一种集热工质直接吸收太阳辐射能量并转化为集热介质内能的新型集热器。从传热学角度,直接吸收式太阳能集热器因为减少了吸热表面到集热工质之间的传热损失而具有更高的集热性能。然而,传统的集热工质(如水、导热油、乙二醇等液体)对太阳光的吸收能力以及光热转换效率极其有限。近年来,纳米流体因其优异的传热性能和光学性能而被视为应用于直接吸收式太阳能集热器集热工质的最佳选择。本文介绍了直接吸收式太阳能集热器的传热模型,列举了用于直接吸收式太阳能集热器的纳米流体的研究进展,归纳总结了各类具有代表性的纳米流体及其光热转换性能的相关研究,最后对纳米流体在直接吸收式太阳能集热器中的应用进行了展望。     

纳米流体在直接吸收式太阳能高温集热器中的应用研究

对纳米流体应用于直接吸收式太阳能高温集热器领域的研究现状进行了整合。具体阐述了国外研究者在此方面的研究进展。偏重于纳米流体辐射特性的理论研究,通过理论计算,得到太阳能集热器的集热效率并结合一定的实验模型进行验证。并对可以应用于直接吸收式高温太阳能集热器中的几种纳米流体进行了实验对比测量,得到可供参考的结果。     

化学处理法制备碳包铜导热纳米流体及其性能表征

氩电弧等离子体法制备碳包铜纳米粒子,采用双氧水化学处理和添加十二烷基苯磺酸钠两种方法制备碳包铜-水纳米流体,探讨了不同分散方法对碳包铜纳米流体导热性能的影响.结果表明,双氧水化学处理碳包铜纳米粒子制备水介质分散体系具有比添加分散剂制备分散体系更高的导热性能.采用化学处理法,添加质量分数为2.0%的碳包铜-水纳米流体导热...     

一步化学法制备铜纳米流体的研究进展

介绍了一步化学法制备铜纳米流体的研究状况,阐述了通过调整铜盐浓度、还原剂浓度、温度、分散剂种类及加入量等制备参数可以获得具有优良导热性能的、分散稳定的铜纳米流体.     

纳米铜粉的制备及其分散性研究

采用液相还原法制备纳米铜粉和纳米铜胶体,选用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,通过X射线衍射仪、扫描电镜对纳米铜粉进行表征,通过重力沉降法测试纳米铜胶体的稳定性。结果表明:液相还原法能够制备纯度较高的纳米铜粉;CTAB浓度为0.12 mol/L时,铜粉平均粒径最小,为20 nm,CTAB浓度为0.14 mol/L且超声粉碎20 min时,纳米铜胶体最稳定;PVP浓度为6×10^-4 mol/L时,铜粉平均粒径最小,为20 nm,PVP浓度为7×10^-4 mol/L且超声粉碎20 min时,纳米铜胶体最稳定。     

复合钙钛矿太阳能电池电荷传输层材料研究进展

有机无机复合钙钛矿太阳能电池因具有适合的载流子扩散长度而成为备受关注的有望获得高效率的光伏器件。复合钙钛矿材料本身不含贵金属元素,可以采用液相法或物理气相法低温制备,成本低廉,但目前应用最多的电子传输层材料TiO2需400~500℃煅烧,与柔性基底及低温制备技术适应性差;空穴传输层材料SpiroOMeTAD合成工艺复杂,价格高昂,限制了复合钙钛矿太阳能电池的开发应用。开发和研究导电性好、成本低、稳定性好的电子和空穴传输层材料是复合钙钛矿太阳能电池研究中的一个非常重要的方面。综述了复合钙钛矿太阳能电池中电荷传输层材料的研究进展及发展方向。电子传输层材料方面通过对TiO2的改性以及与石墨烯的复合,采用ZnO、石墨烯或PCBM作为电子传输层材料,以与柔性基底及低温制备技术相适应。空穴传输层材料方面,采用其它低成本、导电性高的有机p型半导体替代spiro-OMeTAD;采用无机空穴传输层材料以避免有机空穴传输层材料的老化问题,提高电池的长期稳定性;利用复合钙钛矿材料兼作吸收层与空穴传输层,制备无空穴传输层材料结构电池以降低成本,提高稳定性。     

Influence of Radiation on the Properties and the Stability of Hybrid Perovskites

Organic–inorganic perovskites are well suited for optoelectronic applications. In particular, perovskite single and perovskite tandem solar cells with silicon are close to their market entry. Despite their swift rise in efficiency to more than 21%, solar cell lifetimes are way below the needed 25 years. In fact, comparison of the time when the device performance has degraded to 80% of its initial value (T₈₀ lifetime) of numerous solar cells throughout the literature reveals a strongly reduced stability under illumination. Herein, the various detrimental effects are discussed. Most notably, moisture‐ and heat‐related degradation can be mitigated easily by now. Recently, however, several photoinduced degradation mechanisms have been observed. Under illumination, mixed perovskites tend to phase segregate, while, further, oxygen catalyzes deprotonation of the organic cations. Additionally, during illumination photogenerated charge can be trapped in the N? H antibonding orbitals causing dissociation of the organic cation. On the other hand, organic–inorganic perovskites exhibit a high radiation hardness that is superior to crystalline silicon. Here, the proposed degradation mechanisms reported in the literature are thoroughly reviewed and the microscopic mechanisms and their implications for solar cells are discussed.     

柔性染料敏化太阳能电池和柔性钙钛矿太阳能电池关键电极材料研究进展

柔性太阳能电池具有轻便、可弯曲的优点,可用于可穿戴设备等器件的即时充电,具有广阔的应用前景,受到持续广泛的关注。柔性太阳能电池制备中的关键在于基材以及与之相关的电极材料的制备。本文综述了柔性染料敏化太阳能电池和柔性钙钛矿太阳能电池近几年的发展情况,着重介绍了柔性染料敏化太阳能电池光阳极、对电极以及柔性钙钛矿太阳能电池的底电极和电子传输层。结果发现高温烧结目前仍是制备高效染料敏化太阳能电池光阳极不可避免的方法,而对电极则不受这一限制并且已经有多种材料的效率超过了高温烧结的铂。柔性钙钛矿太阳能电池的研究重点是用其他材料代替底电极中柔性较差的ITO以及高温烧结的电子传输材料TiO₂,并且都取得显著成效。在此基础上,展望了柔性染料敏化太阳能电池和柔性钙钛矿太阳能电池未来的发展方向。     

Review on Recent Progress of All‐Inorganic Metal Halide Perovskites and Solar Cells

All‐inorganic perovskites are considered to be one of the most appealing research hotspots in the field of perovskite photovoltaics in the past 3 years due to their superior thermal stability compared to their organic–inorganic hybrid counterparts. The power‐conversion efficiency has reached 17.06% and the number of important publications is ever increasing. Here, the progress of inorganic perovskites is systematically highlighted, covering materials design, preparation of high‐quality perovskite films, and avoidance of phase instabilities. Inorganic perovskites, nanocrystals, quantum dots, and lead‐free compounds are discussed and the corresponding device performances are reviewed, which have been realized on both rigid and flexible substrates. Methods for stabilization of the cubic phase of low‐bandgap inorganic perovskites are emphasized, which is a prerequisite for highly efficient and stable solar cells. In addition, energy loss mechanisms both in the bulk of the perovskite and at the interfaces of perovskite and charge selective layers are unraveled. Reported approaches to reduce these charge‐carrier recombination losses are summarized and complemented by methods proposed from our side. Finally, the potential of inorganic perovskites as stable absorbers is assessed, which opens up new perspectives toward the commercialization of inorganic perovskite solar cells.     

有机介质中沉淀聚合制备聚丙烯酸微凝胶及其性能

选用不同有机溶剂体系为分散介质,通过丙烯酸的沉淀聚合制备了聚丙烯酸(PAA)微凝胶,并用扫描电镜(SEM)、流变仪和紫外分光光度计对其性能进行了测试。结果表明,环己烷是合适的溶剂;PAA微凝胶的pH值在质量分数为0.7%时最低;PAA微凝胶水溶液为假塑性流体,黏度不随温度而变化,且pH为7时,溶液黏度最大,此时,PAA已从微凝胶转变成宏观凝胶;交联程度越高,黏度随pH变化越大。     

TiO2空心球制备及在染料敏化太阳能电池和锂离子电池中应用的研究进展

空心球结构的半导体氧化物具有密度低、比表面积大、机械和热稳定性好等优点。空心球结构对TiO_2纳米材料的电化学性能有着显著的优化作用,TiO_2空心球作为一种重要的半导体氧化物具有良好的物理和化学性质,在多种领域均表现出潜在的应用价值,制备大小和壳层数均可控的半导体TiO_2空心球已引起了研究者的广泛关注。主要综述了在硬模板、软模板和无模板条件下TiO_2空心球的制备方法;同时还介绍了其在染料敏化太阳能电池和锂离子电池方面的最新研究进展;最后,对TiO_2空心球的可控合成前景进行了展望。