天然染料敏化太阳能电池的制备——一个大学化学综合性实验

介绍一个研究探索型的大学化学综合性实验——天然染料敏化太阳能电池的制备。内容包括天然染料的提取,天然染料及其敏化的光阳极的紫外-可见吸收光谱的测试,染料敏化太阳能电池的制备以及光电性能测试等。通过本实验的实践,可以让学生更好地掌握相关专业知识,提高实验操作技能和专业素质,激发学生对科学研究的兴趣,培养科研探究能力。     

钇,铈对低铪镍基K444返回合金组织与力学性能的影响

研究了Y,Ce对含铪(Hf)镍基铸造高温合金K444返回料(添加50%返回料)合金的力学性能和组织的影响.研究结果表明:适量Y,Ce(Y<0.03%,Ce<0.015%(质量分数))添加到返回料合金后,一方面,Y,Ce具有去除N,O等有害杂质的作用,使O含量由15×10~(-6)降低到8×10~(-6),N含量由35×10~(-6)降低到18×10~(-6),从而使返回料合金得到净化.另一方面,Y,Ce细化了枝晶组织,减少了共晶和大块状碳化物数量,并且强化了晶界.和未加Y,Ce的返回料合金相比.添加Y,Ce使返回料合金室温拉伸强度提高约100 MPa,塑性提高近一倍;使900℃的高温瞬时拉伸性能波动较为平稳,塑性提高近一倍.添加Y,Ce还可以提高返回合金900℃/274 MPa条件下的持久性能,达到新料水平;可以明显延长K444返回合金900℃/274 MPa条件下的蠕变第二阶段,提高蠕变寿命.     

染料敏化太阳能电池的研究进展

染料敏化太阳能电池由于具有特殊的结构,低廉的制作成本,较高的光电转换效率,成为新型廉价高效太阳能电池的研究热点。近年来,染料敏化太阳能电池的光电转换效率已经突破12%,为其产业化打下良好的基础。本文主要介绍了其关键组成部分如光阳极、对电极和电解质等的组成、结构与性能关系,对国内外该领域的研究进展进行了评述,并介绍本课题组在该领域的研究进展。     

柔性染料敏化太阳能电池*

本文介绍了染料敏化太阳能电池的工作原理,对其重要研究方向——柔性染料敏化太阳能电池的关键组成部分：光阳极、对电极和电解质等的国内外研究进展进行了评述,分析当前研究过程中存在的问题,并提出提高柔性染料敏化太阳能电池光电转换效率和长期稳定性的对策,对其未来的发展进行了展望.     

NiAl-Cr(Mo)-Cr_xS_y自润滑复合材料的摩擦磨损特性

采用滑动磨损试验方法测试了NiAl-Cr(Mo)-CrxSy自润滑复合材料与SiC陶瓷配副在110～960℃的摩擦磨损特性.结果表明:200～400℃,纳米CrxSy晶粒在复合材料摩擦表面形成较完整的润滑膜,产生自润滑性能;700～900℃,复合材料摩擦表面生成了1～3μm厚、完整的玻璃陶瓷润滑膜,产生了自润滑耐磨性能.2种润滑膜材料均可向SiC表面转移,消除了复合材料/SiC的摩擦状态.随着温度的升高,2种润滑膜材料的强度降低,SiC微凸体压入润滑膜,导致润滑膜的剥落加剧,复合材料的摩擦系数与磨损率升高.     

一种高效染料敏化太阳电池电解质添加剂

报道了一种新型染料敏化太阳电池电解质添加剂——N-十六烷基吡啶碘(N-CPI).往电解质中添加0.02MN-CPI,能同时提高染料敏化太阳电池(DSSC)的短路电流和开路电压,光电转换效率也由4.429%提高到6.535%,增幅高达47.55%,由此可见,N-CPI是一种高效电解质添加剂.N-CPI这种功能来源于其双极性基团的特殊分子结构,这种结构使N-CPI在电解质中如表面活性剂那样形成有序分布,影响I-/I3-的扩散和氧化还原性能,进而影响DSSC的光电性能.     

聚乙烯醇基水凝胶聚合物电解质超级电容器的研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）作引发剂引发交联聚乙烯醇（PVA）-戊二醛（GA）制备水凝胶聚合物电解质并组装成超级电容器.分别由红外光谱、交流阻抗、循环伏安与恒电流充放电曲线测定该凝胶聚合物电解质及超级电容器的电化学性能.结果表明,该聚合物电解质电导率可达1.23 mS/cm（室温）.而且,以1.0 g AMPS引发0.05mL GA（5 %）与1.0 g PVA交联,制得的凝胶聚合物电解质超级电容器比电容可达139F/g,50次充放电后其值仍于80%以上.     

纳米二氧化钛的水热法制备及在染料敏化太阳能电池中的应用

分别在盐酸和冰醋酸溶液中水解钛酸四正丁酯,得到前驱体,通过水热法制备锐钛矿型二氧化钛纳米晶体.以纳米二氧化钛为电子传输体组装染料敏化电池,通过XRDI、CP、DRS、TEM、SEM和电池的光电性能测试,研究制备的二氧化钛对电池光电性能的影响.结果表明,水热反应温度对染料敏化太阳能电池光电性能有较大影响,在有机酸介质中制备的二氧化钛具有较高的光电转换效率.     

掺P25水热法制备纳晶多孔TiO2薄膜电极

以水热法为基础,向其溶胶中掺入适量的P25(二氧化钛粉体),来制备纳晶TiO₂胶体,以纳晶TiO₂为电子传输体组装染料敏化太阳能电池.通过XRD、SEM、UV-vis和电池的光电性能测试,来分析掺入P25对染料敏化太阳能电池性能的影响.结果表明,加入适量P25([P25]/[Ti]=0.2)后,染料敏化太阳能电池性能达到最佳值,在100 mW/cm²光照条件下,光电转换效率达到5.4%.     

单晶二氧化钛纳米线的制备及其在柔性染料敏化太阳能电池中的应用

采用强碱水热法制备单晶二氧化钛纳米线(SCTNW),在高压高温和强碱作用下,二氧化钛颗粒的(010)晶面被NaOH溶液侵蚀,生成钛酸钠(Na2Ti4O9);经过酸洗后,生成钛酸水合物(H2Ti4O9·H2O),钛酸水合物之间通过氢键连接成线状;烧结失水后,最终形成SCTNW.通过透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线能量散射谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段进行表征和测试,分析了SCTNW的形成过程,探讨了水热时间对SCTNW形成的影响;将获得的SCTNW共混在二氧化钛纳米颗粒的胶体中,采用刮涂法在柔性钛箔上制备了染料敏化太阳能电池(DSSC)光阳极,通过扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗谱(EIS)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计和电池光电性能等表征和测试,探讨了SCTNW的共混量对柔性DSSC光电性能的影响.实验结果表明:当共混7.5%(w)的SCTNW时,所制备的柔性DSSC在100mW·cm-2模拟太阳光照下,光电转换效率达到6.48%.