钙钛矿太阳能电池中吸收层的研究进展

钙钛矿太阳能电池因具有成本低、制备容易和光电性能优异等突出特点受到了广泛关注.钙钛矿太阳能电池能量转化效率已从2009年的3.8%提升到2019年的25.2%.我们在文中重点总结了钙钛矿电池吸收层的制备工艺,掺杂和晶体组成、结构调控方面取得的重要进展,以及这些突破对电池效率提高的贡献,同时也提出了钙钛矿太阳能电池发展仍需要解决的问题.     

电解水演示实验的创新设计

设计了一个全新的电解水演示实验,将太阳能电池、电解水制氢、氢氧燃料电池一体化构成一个整体的演示实验,可以帮助学生系统了解与氢相关联的储能用能技术和基于氢的洁净能源的开发和应用,激发学生利用化学知识服务于国家绿色发展理念的使命担当。     

染料敏化太阳能电池对电极材料优化的研究进展

简要说明了染料敏化太阳能电池(DSSC)的结构和工作原理,重点综述了近几年来DSSC对电极材料优化的研究成果.对电极作为DSSC结构的关键组成部分之一,主要作用是吸收来自外电路中的电子,将电子传递给电解质氧化还原电子对形成电流循环.介绍了铂对电极、碳对电极、复合对电极在DSSC中的应用,并着重分析了不同材料的特性对DS...     

聚丙烯酸电解质准固态染料敏化TiO2太阳能电池

以聚丙烯酸为电解质取代传统的液体电解液制备了准固态染料敏化TiO2太阳能电池.该电池具有较好的光电转换性能,在60mW/cm2的模拟光照下(AM1.5),短路电流Isc和开路电压Voc分别为91.5μA/cm2和520mV,光电转换效率和填充因子分别为0.06;和0.63.     

偶氮噻吩-富勒烯星状化合物的合成与性能研究

利用2—[4—(N—乙基—N—6—羟己基)氨基苯偶氮基]—3—氰基—5—甲酰基噻吩(1)和N—甲基甘氨酸产生的亚胺叶立德与富勒烯反应,合成了含富勒烯的偶氮噻吩化合物(2),2再与1,3,5-苯三甲酰氯进行取代反应生成了一类以苯为核心、偶氮噻吩为连接桥、三个富勒烯(C50)为电子受体端基的星状化合物3。制备了单层太阳能电池器件(ITO／化合物3／Al),其单色光光电转换效率(IPCE)约为2．5％。     

多孔NixCoyS薄膜在染料敏化太阳能电池中的应用研究

为了进一步提高基于硫化镍钴电极的染料敏化太阳能电池光伏性能,将以自组装形成的二维聚苯乙烯光子晶体为模板,采用反向恒压电沉积技术制备一种具有多孔结构的硫化镍钴薄膜(NixCoyS-PC),并直接作为对电极应用于染料敏化太阳能电池中.对比测试结果发现,NixCoyS-PC电极展现出了比无多孔结构的硫化镍钴(NixCoyS-FTO)电极、铂电极更加优异的电催化性能,这是因为多孔结构有利于提高其电催化活性位点及氧化还原电对I-/I3-的扩散速率.因此,基于NixCoyS-PC电极的染料敏化太阳能电池展现出了较高的光电转换效率(5.80;),高于基于NixCoyS-FTO电极(5.43;)和铂电极(4.87;)的电池效率.     

高结晶性小分子给体材料应用于全小分子有机太阳能电池中的研究进展

随着新型小分子给体材料和非富勒烯小分子受体材料的开发和应用, 非富勒烯全小分子有机太阳能电池(NF-ASM OSCs)的光电转换效率已经突破15%, 并逐渐接近聚合物太阳能电池的效率. 相比于聚合物电子给体材料, 小分子电子给体材料拥有其独特的优势, 例如合成批次性差异小、分子量明确和易于提纯等; 但是, 对小分子给体材料的结晶性难于精确调控, 使获得合适的纳米级结构的混合膜仍然是一个挑战. 本综述以给体小分子中心共轭单元的扩展为主线, 从分子设计的角度汇总了近年来对苯并二噻吩、萘并二噻吩和二噻并苯并二噻吩类小分子给体材料的结晶性研究, 并为进一步改善电池活性层形貌和获得更高的光伏性能提供了未来发展的建议.     

综合创新实验：碳基钙钛矿太阳能电池的制备与性能表征

实验教学对于化学专业学生的创新能力培养至关重要。通过综合实验教学,培养化学专业学生发现问题和解决问题的能力,增强学生对太阳能光伏器件的研究兴趣,树立科研信心,培养学生的创新能力。采用表面工程提高可刮涂的碳基钙钛矿电池的性能,促进界面层间的空穴传输和钙钛矿/碳界面接触,提高电池器件的转换效率。该实验可操作性强,安全性高,可以直观感受光能与电能之间的转化,深入理解光伏器件的工作原理。     

高价态W掺杂对NiFe磷化物全分解水制氢催化活性影响的研究

近年来,通过光伏辅助电催化(PV-EC)分解水制备“绿氢”成为实现碳中和目标的关键。然而,普通电解水催化剂不能满足PV-EC系统中较高的太阳能到氢能(STH)转换效率的需求。因此,获取价格低廉、低反应过电势的电催化剂材料极为重要。本文选取具有高价态的过渡金属W作为掺杂源,采用一步电沉积方法制备出NiFeW三元金属磷化物。通过一系列的表征发现,NiFeW磷化物电催化剂表现出优异的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)活性,且作为双功能电催化剂时,在10 mA/cm²电流密度下W掺杂后样品的过电势降低了51 mV。使用NiFeW磷化物作为双功能电催化剂和太阳能电池(a-Si∶H/a-SiGe∶H/a-SiGe∶H)作为驱动源,PV-EC器件实现了超过7%的理论STH转换效率,对推动太阳能分解水制氢装置的实际应用具有重要意义。     

太阳能电池输出特性的研究

通过对FD-OE-4型太阳能电池进行实验测试,获得了其输出功率与输出电流、输出电压以及外接电阻的关系,找到了该太阳电池在最大输出功率时的外接电阻;测量了该太阳电池的最大输出功率与光照度之间的关系;并提出了一种测量太阳能电池效率的新方法,实验结果显示:太阳能电池的效率与光照度无关。