碳纳米管和二甲基亚砜对钙钛矿太阳电池中PEDOT:PSS空穴传输层的协同影响

聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)是平面结构钙钛矿太阳电池中空穴传输层的典型材料, 为了改善其导电性能以及促进后续钙钛矿层的生长, 本文将碳纳米管(CNTs)和二甲基亚砜(DMSO)同时引入PEDOT:PSS进行共修饰。结果表明: CNTs和DMSO在CNT-DMSO-PEDOT:PSS共修饰膜中展现了优异的协同效应。均匀贯穿于基体且几近网格状的CNTs具有促进后续钙钛矿层生长及降低共修饰膜方块电阻的功能; DMSO扮演着加强共修饰膜的导电能力及控制CNTs流失的角色。因此, 与单修饰膜相比, 共修饰膜不仅能更有效地传输电荷, 而且其表面生长的钙钛矿层晶粒尺寸更大, 覆盖率更高。此外, 共修饰膜在可见光范围内仍然保持优异的透光率, 550 nm波长处的透光率为88.8%。组装成器件后, 共修饰膜的光电转换效率(PCE)为5.75%, 远高于CNTs和DMSO单修饰膜及纯PEDOT:PSS膜, 后三者的PCE分别为3.01%、2.03%和1.30%。     

空穴传输材料在高效钙钛矿太阳能电池中的发展演变

钙钛矿太阳能电池(PSCs)转换效率已从2009年的3.8%上升到2017年的22.7%,其快速的发展可能使光伏工业进入革命新阶段。空穴传输材料(HTM)是构成高效钙钛矿太阳能电池的重要组成部分,开发和设计导电性好、成本低、稳定性好的空穴传输层材料对钙钛矿太阳能电池的研究显得非常重要。本文将近几年应用于钙钛矿太阳能电池中较高效的空穴传输材料归纳为有机小分子类、有机聚合物类和无机材料类,同时也介绍了无空穴传输层的钙钛矿电池。详细评述了基于各类空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池的光电性能及稳定性,重点讨论了HOMO能级、空穴迁移率、添加剂的掺杂等因素对钙钛矿太阳能电池的影响。最后指出了空穴传输材料未来的研究重点和发展趋势。     

溶胶-凝胶法制备c轴取向生长ZnO薄膜

采用sol-gel法,在普通载玻片上使用旋转涂覆技术生长了具有c轴择优取向生长的ZnO薄膜.采用热分析、XRD、SEM等手段对薄膜样品进行了表征.热分析结果表明,二水醋酸锌-乙醇胺-乙二醇甲醚体系sol-gel的热分解过程与纯二水合乙酸锌的分解过程大相径庭.ZnO薄膜的sol-gel分解趋于在较窄的温度范围内一步完成.样品在XRD图谱中表现出明显的c轴择优取向.此外,SEM照片也表明:ZnO薄膜样品中间区域和边缘区域的表面形貌相差甚远.探讨了预热处理温度、退火温度等工艺条件对ZnO薄膜的结构性能的影响,最佳的预热处理温度被认为在ZnO相完全生成温度附近.     

纤维状纸炭对电极构造的准固态染料敏化太阳电池

将三种纸张(复印纸、滤纸和面巾纸)为原料经单步热解获得的纸炭作为对电极的催化材料引入准固态染料敏化太阳电池(QDSCs), 考查了纸炭的催化活性和相应器件的光电性能。结果表明: 三种纸炭均由径向尺寸约为10 μm的碳纤维堆砌而成, 具有低的结晶度和发达的孔隙, 因此相比石墨均能获得更佳的催化活性和更高效率的QDSCs。在三种纸炭中, 由复印纸获得的纸炭所含的碳纤维表面具有独特的细小鳞片结构, 使其拥有最高的比表面积和最优的催化活性。纸炭在QDSCs中既能提供催化活性点, 又能改善电解质的离子导电率, 因此获得高于铂对电极组装的QDSCs的短路电流和开路电压, 弥补了催化活性和填充因子的不足, 最终具有与后者相比拟的光电转换效率。     

21种天然植物染料光敏剂的光电性能

从6系列天然植物的花、叶、果壳、果实等部位提取了21种天然染料,着重分析了作为染料敏化太阳电池(DSCs)光敏剂的光电性能.结果表明,不同类型天然染料敏化的DSCs的光电性能差异较大,短路电流、开路电压、填充因子和转换效率分别在0.245～1.441 mA/cm2、0.327～0.546 V、0.362～0.585和0.029％～0.46％之间变化.转换效率和短路电流成明显的直线关系,斜率为0.32.在21种天然染料中,紫色系山竹皮提取液的四个光电性能参数均最大,而黑色系黑芝麻提取液的四个光电性能参数均最小.前者高效的主要原因在于较强的可见光吸收以及与光电极TiO2表面形成稳定的化学吸附.     

YZO薄膜的Sol-gel制备及其性能

采用Sol-gel法在普通载玻片上制备YZO薄膜.研究了陈化时间和Y掺杂量对薄膜晶体结构、表面形貌和光学性能的影响,并分析和探讨了工艺参数与结构和性能之间的关系.实验结果表明,YZO薄膜为纤锌矿结构,呈c轴择优取向生长,平均透光率(380～760nm)超过85%.实验还发现,陈化时间存在最优值,YZO薄膜随着Y掺杂量的增加晶体结晶质量下降.     

表面活性剂改性的大孔径介孔炭对电极染料敏化太阳电池(英文)

以大孔径的介孔炭(MC)为催化层材料经低温热处理构建出炭对电极,着重探讨了在炭浆料中添加Triton X100对其组装的染料敏化太阳电池(DSCs)光电性能的影响,并引入分形维数(DF)用于定量评估炭膜形貌的差异。结果表明,当炭浆料中Triton X100的含量增加到0.1 mL(相应MC含量为0.6 g)时,DSCs的光电转换效率增加至5.65%,其值比活性炭对电极DSCs高46.5%,且达到Pt对电极DSCs的95.4%。Triton X100改性的介孔炭对电极的高性能归功于高品质的炭膜和介孔炭本身合理的孔结构(如大尺寸孔径和大比表面积等)。相对于未添加Triton X100的纯介孔炭对电极,Triton X100改性的介孔炭对电极具有分布更均匀的炭膜和更小的分形维数,是对电极欧姆串阻减小及相应器件效率改善的一个重要因素。     

《材料测试分析技术》应用型课程建设与改革探索

《材料测试分析技术》是材料科学类、化学化工类等理工科大学本科生的一门专业必修课程。本文结合多年的理论及实践教学经验,通过优化课程体系和教学内容,构建多层次创新实践平台,开展探究型教学模式、多模式考试方法和师资队伍"工程实践"训练等方面改革,探索应用型《材料测试分析技术》课程的建设,以学生提高独立分析能力,促进应用型人才的培养。     

聚光光伏产业发展现状浅析

介绍了聚光光伏技术的研究及应用现状,综述了国内外在聚光光伏方面的应用现状,比较了聚光光伏发电技术与传统光伏硅发电技术,对聚光光伏产业发展前景进行了展望,建议政府和相关企业抓住机遇,整合资源,发挥聚光光伏高效率和低成本等优势,以促进其产业化进程。     

柔性染料敏化太阳电池关键制备技术研究进展

柔性化是染料敏化太阳电池(DSCs)最具研究前景的方向之一,柔性DSCs转换效率已经达到8.1％.从柔性DSCs的结构和原理角度出发,分析了柔性DSCs的优势及面临的主要挑战,介绍了柔性DSCs光电极的制备技术和优化机制,探讨了柔性对电极的制备机制,对未来的发展趋势进行了展望.