染料敏化太阳能电池中准固态聚合物电解质的研究进展

染料敏化太阳能电池（DSSC）制备工艺简单、制造成本低廉且转换效率高,是太阳能电池的重要发展方向,具有广泛的应用前景。目前,基于液态电解质的DSSC的光电转换效率最高已达到13%,但液态电解质封装困难、长期稳定性差等问题阻碍了其实际应用。近些年来,固态和准固态电解质引起了研究学者们的广泛关注。其中准固态聚合物电解质因具有较高的离子电导率、良好的电池界面接触和可加工性能,成为制备高性能DSSC的重要研究方向之一。根据特征、形成机制和电解质的物理状态,可将准固态聚合物电解质分为四大类：准固态热塑性聚合物电解质,准固态热固性聚合物电解质,准固态复合型聚合物电解质和准固态离子型聚合物电解质。本文分析了基于这几类准固态聚合物电解质的DSSC的性能参数,并对其存在的问题和未来的研究方向进行了探讨。     

准固态电解质在染料敏化太阳电池中的应用和发展

染料敏化太阳电池（DSCs,dye-sensitized solar cells）近年已经成为一个研究热点。而电解质对电池的效率和稳定性起着重要的作用。目前常用的乙腈基液态电解质存在封装和泄漏的问题,尤其是在高温下。将准固态聚合物电解质应用到 DSCs 中可以有效解决应用液态电解质遇到的封装难稳定性差等问题,因而近年来,对准固态电解质的研究引起了广泛关注。本文综述了准固态电解质的研究进展,根据固化方式的不同将准固态电解质分为：有机小分子凝胶电解质、聚合物凝胶电解质和添加纳米粒子的凝胶电解质;讨论了每种准固态电解质的特点及存在的问题;最后对准固态电解质的发展进行展望。     

不同散热方式对多结太阳电池影响的研究

以第三代多结砷化镓太阳电池为研究对象,在太阳光仿真器下,测试不同聚焦倍率,未散热、被动铝散热片和复合散热3种散热方式下太阳电池的输出特性,分析不同光强以及不同散热方式对多结太阳电池的影响。测试结果表明:1)测试结果符合太阳电池的I-V特征曲线方程;在500倍高倍聚焦、复合散热方式下电池片效率为34.30%,比被动铝散热片条件下的高2.79%,比未散热条件下的高4.03%;2)多结太阳电池需要散热装置,在聚焦倍率大于100倍的高倍聚焦条件下,应采用复合散热方式;在聚焦倍率小于100倍的低倍聚焦条件下,可采用被动铝散热片的散热方式。     

线性菲涅尔反射式太阳能集热系统的设计与试验研究

本文研究了线性菲涅尔反射式太阳能集热系统,基于几何光学原理计算模拟了线性菲涅尔反射镜镜场和复合抛物面的接收系统,在减少末端损失的基础上设计了系统的机械结构,制作了线性菲涅尔反射式太阳能集热系统的装置,并进行了集热性能的实验测试。测试结果表明,该系统在9倍聚焦倍率下,导热油的最高温度可达176.2℃,系统的平均瞬时热效率约为53%,很好地实现了其集热性能。     

多弧离子镀与磁控溅射联用镀制TiN/SiO_2复合装饰薄膜的研究

本文结合多弧离子镀和磁控溅射两种镀膜方法的优点,制备了Ti N/Si O2复合薄膜。通过扫描电镜可以观察到,制备的复合膜比单纯的氮化钛薄膜更加致密和光滑,基本消除了大颗粒的影响。另外,可以通过控制溅射Si O2的时间实现对膜层色度的控制。在本文的试验条件下,当氧化硅溅射时间为30 min时,得到的膜层为咖啡色,当氧化硅溅射时间为1 h,膜层为玫瑰红色。采用两种镀膜手段联用的方法,可以得到高品质,颜色丰富的膜系。     

热管的真空钎焊工艺及其在真空集热管上的应用

本文首先研究了真空钎焊条件对热管性能的影响,进而在最优条件下制作了热管及热管式真空集热管,并和市场上销售的产品进行了性能比较。在我们的实验条件下,最佳的热管真空钎焊工艺为:钎料成分为BAg44CuZn钎料,钎焊真空度为5×10-3Pa,真空钎焊功率为7.6 kW,钎焊间隙为0.08 mm。采用此工艺制作的热管其老化后的性能几乎不变,远优于市场上销售的热管,组装成热管式真空集热系统以后,其集热性能也比现有产品大为提高。     

基片温度对磁控溅射沉积二氧化硅的影响

本文详细地研究了基片温度对磁控溅射沉积二氧化硅的影响,随着基片温度的增加,溅射沉积速率下降明显,薄膜的折射率也出现上升趋势,薄膜也由低温时的疏松粗糙发展为致密光滑.250℃时的溅射沉积速率仅为室温时的1/3,由此,针对间歇式在大面积玻璃上沉积二氧化硅薄膜,我们采取了沉积完ITO薄膜后,先快速降温,再沉积二氧化硅的工艺.     

一种基于PTVE正极的高电压钾-有机自由基电池

钾/钾离子电化学储能系统具有诸多优势,如钾资源丰富、K⁺/K标准电位低及K⁺ 导电性高等。钾离子电池/超级电容器、K//O₂电池和K//S电池正受到越来越多的关注,同时也在实际应用中面临许多挑战,如缺乏高电压储钾材料等。因此,构建新型钾/钾离子电化学储能体系具有重要意义。本文成功组装了钾-有机自由基（K//PTVE）电池,并对其电化学性能进行了研究。结果显示,该电池表现出较高的放电电压（3.63 V）,具有良好的倍率性能和循环稳定性。     

复合抛物面-渐开线聚光的闷晒式太阳能热水器

针对全玻璃真空管与平板太阳能热水器存在系统复杂、成本高、不易维护等缺点,以及传统闷晒式热水器存在集热效率低和热损失严重等问题,提出了一种集热效率高、热损失小、成本低的基于复合抛物面-渐开线聚光的闷晒式太阳能热水器。对复合抛物面、渐开线以及复合抛物面和渐开线二者结合的聚光器进行了优化设计,制作了与该聚光系统配套的带有选择性吸收涂层的集热器水箱。最后,搭建了闷晒式热水器系统并进行了集热性能测试。结果表明,当太阳辐照强度的平均值为800 W/m~2、周围环境的平均温度约为21℃时,闷晒式热水器可以将40L水从21℃加热至62.20℃,系统的瞬时效率截距为0.63,热损系数为10.40 W/(m~2·℃)。而传统黑色聚乙烯塑料袋闷晒式热水器的瞬时效率截距为0.31,热损系数为13.32 W/(m~2·℃),与其相比,本系统在集热效率和保温性能上有着明显的优势,完全能够满足人们的日常生活用热水,具有良好的市场前景。     

非跟踪低倍聚光热管式真空管集热器的实验研究

太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源,但存在分散性强、能量密度低、不稳定等特点,因此为了得到高能量密度和稳定的能量供应,需要解决聚光和储能两大问题。针对这两个问题,本文采用非跟踪低倍聚光的集热器和保温效果良好的储热油箱,提出了一种非跟踪低倍聚光热管式真空管集热器;基于几何光学原理,模拟了热管式真空管和半圆聚光器的不同放置方式和位置的聚光效率,制作了半圆形聚光热管式真空管集热器系统,选择了合适的储热油箱并进行了保温效果的理论计算;最后对该系统进行了集热性能测试实验。实验结果表明,在半圆形聚光器的聚光下,系统的瞬时效率截距为0.66,热损系数为2.53 W/(m2•℃)。该系统完全能够满足人们的日常生活用热的需求,具有良好的应用前景。