染料敏化太阳电池的大面积化研究进展

进入二十一世纪,随着地球温暖化及大气污染问题日趋严重,开发和利用可再生绿色能源已成为人类社会所面临的重大课题.太阳能是我们取之不尽、用之不竭的洁净能源,用太阳能发电直接把光能转换为电能是利用太阳能的重要方式.目前传统硅太阳电池虽已进入实用化阶段,但还存在着制造成本高、生产工艺复杂和高纯度硅原料缺乏及在生产过程中会造成环境污染和消耗能源等问题~([1]).     

染料敏化太阳能电池无FTO煤基炭对电极的研究

分别以气煤、焦煤、瘦煤为原料制备了低成本、高性能煤基炭对电极(counter electrodes, CEs), 并使用煤基炭CE同时代替导电玻璃基底和催化层, 分别考察了浸渍和表面修饰对煤基炭CE结构和光电性能的影响。采用X射线衍射、扫描电镜和电化学阻抗谱等表征手段, 对煤基炭CE的结构和性能进行了表征。结果表明: 浸渍后煤基炭CE形成了底层致密表层多孔的一体化结构; 经过表面修饰的煤基炭CE表现出良好的光电性能, 其开路电压(V_oc)、短路电流密度(J_sc)和填充因子(FF)分别为0.79 V、13.48 mA/cm²和0.67, 光电转化效率(η)达到了7.16%, 与传统Pt电极的效率相当, 比石墨电极效率提高30%。煤基炭CE是传统Pt/FTO电极的良好替代材料。     

一系列硫代双烯镍近红外染料的合成及性能

该文分别通过安息香路线和二酮路线合成了4种具有不同取代基的硫代双烯镍近红外染料,并考察了染料的物理、光电化学及热稳定性等性质。紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)吸收光谱测试结果表明,配合物在700～1 100 nm都具有较强的吸收。对化合物的取代基效应及溶剂效应的研究发现:供电子基团导致λmax红移,而吸电子基团导致λmax蓝移,且λmax随着溶剂极性增大而增大。利用循环伏安法和差分脉冲伏安法(CV/DPV)测试了化合物的电化学性质。此外,该文还通过密度泛函理论(DFT)对化合物的HOMO和LUMO能级进行了计算。热失重测试研究表明,合成的化合物具有较好的热稳定性。     

Effect of Enhanced Pyrolysis Platinized Processes on the Performance of Counter Electrodes

研究了热解法制备的铂电极,并获得最优制备工艺。结果表明:采用优化工艺热解法制备的铂对电极具有高的光伏效率,其光伏效率与溅射法制备的铂电极接近,该方法有可能实现低成本制备大面积高性能的铂对电极。     

二元离子液体基染料敏化太阳能电池性能的研究

对6种用于染料敏化太阳能电池的二元离子液体电解质进行了考察,电池的光电转化效率在1.39%～4.98%,其中,1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐/碘化1-丁基-3-甲基咪唑类电解质具有最高的光电转化效率。对这种二元离子液体电解质体系进一步优化,测试了不同碘浓度下相应染料敏化太阳能电池的效率、电化学阻抗谱(EIS)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)。结果表明,随着碘单质浓度的增大,铂-电解质界面的传荷电阻(RPt)、TiO2-电解质表面的传荷电阻(Rct)和瓦尔堡阻抗(Zw)逐渐减小,而电解质对紫外光的吸收逐渐增大,在AM1.5的条件下,当碘单质的浓度为0.25 mol/L时电池效率最高,达到5.20%。     

叠层染料敏化太阳能电池

染料敏化太阳能电池( DSC)被认为是第三代新型光伏电池.但为了实现产业化,必须进一步提高其光电转化效率.最为有效的方法是提高太阳光利用率、拓宽电池的吸收光谱.其中,叠层DSC以其新型的结构、独特的优点受到了广泛关注.本文综述了叠层DSC这一新型结构太阳能电池的研究背景及国内外最新研究成果.详细论述了传统叠层DSC、N...     

清防蜡技术的研究及应用

介绍了国内外清防蜡工艺的研究进展,总结了结蜡机理及结蜡影响因素,并对比分析了已被各油田广泛使用的四种防蜡技术(机械清蜡、表面能防蜡、化学清防蜡和微生物清防蜡)的防蜡机理、特点、适用性及现场应用效果,以便能为各油田在生产实践中,有针对性地选择合适的清防蜡技术提供理论依据,为清防蜡技术的未来发展奠定一定的基础。提出改进现有技术和开发高效、稳定、多功能的清防蜡剂是清防蜡技术的未来发展方向。     

提高二氧化钛可见光吸收的研究进展

随着社会工业化的发展,环境污染问题日益严重,控制与治理环境污染已经成为人类社会亟待解决的重大科学问题。在众多治理方法中,半导体光催化材料以其独特的性能成为一种理想的环境污染治理清洁材料,主要应用于降解有毒物质、光催化分解水和光电转化等方面。二氧化钛(TiO_2)作为一种应用广泛的宽带隙半导体光催化材料,因其催化活性高、化学稳定性好、对人体无毒害、成本低廉等优点,被认为是最重要的光催化剂之一。然而,TiO_2的禁带宽度较宽(3.2 e V),对光的利用率较低,只能吸收波长较短的紫外光,直接制约着TiO_2的应用。围绕如何拓宽TiO_2的光谱吸收范围,从化学和物理两个方面对近年来实现TiO_2可见光光催化的途径和方法进行了简要总结。化学方面主要对表面光敏化、元素掺杂进行总结,物理方面主要对慢光效应、米氏散射效应及表面等离子体共振进行综述。此外,还在深入理解现有TiO_2可见光体系的光催化机理,发现更高效的体相掺杂剂和表面敏化剂,设计和控制掺杂剂和表面敏化剂存在形态,进一步提高TiO_2光催化效率等方面做了展望。     

过渡金属掺杂在钙钛矿光伏器件中的应用

钙钛矿太阳能电池在近年发展迅猛，电池效率在几年内连续增长达到2022年认证的25.7%，在光伏器件领域展现出巨大的潜力。尽管钙钛矿太阳能电池具有较高效率，但其热稳定性及湿度稳定性等仍是阻碍其发展的一大屏障。金属离子掺杂被认为是提高钙钛矿光伏器件光电转化性能和稳定性的有效方式之一。其中过渡金属由于其具有多价位等独特性能受到研究人员的青睐。本文综述了近5年采用过渡金属对钙钛矿光伏器件各层进行掺杂修饰的最新研究进展，总结了使用过渡金属离子掺杂钙钛矿太阳能电池的电子传输层、钙钛矿活性层、空穴传输层以及金属电极层的方法和策略，探讨运用此类手段优化钙钛矿光伏器件结构、光电性能及稳定性等参数的规律和机理。