首页 > 学术论文

碳基复合光伏转化与高性能储电材料的制备及性能研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 03:59:30
热度:

碳基复合光伏转化与高性能储电材料的制备及性能研究【摘要】:传统的太阳能电池只具有能量转化作用,而缺少直接储存电能的功能,使得太阳能电池应用受到很大限制。本论文采用原位复合的方法获得

【摘要】:传统的太阳能电池只具有能量转化作用,而缺少直接储存电能的功能,使得太阳能电池应用受到很大限制。本论文采用原位复合的方法获得颗粒分散均匀的TiO2/carbon aerogel负极材料,开展集高转化效率与能量存储的一体化太阳能电池研究,有利于推动光伏电池的发展及广泛应用。利用SBA-15作为模板剂制得锂硫电池正极材料,成功地获得了结构形貌规则的S/carbon aerogel复合材料样品。通过X射线衍射、紫外可见光吸收、场发射扫描电子显微镜以及场发射投射电子显微镜等分析方法对样品形貌及结构进行表征;采用循环伏安、交流阻抗、循环充放电等方法对电池的性能进行了测试。研究结果表明:原位制得的TiO2/carbon aerogel复合物在烧结温度达到550℃时,呈现出典型的球形多孔结构。其中,TiO2carbon aerogel分布均匀,TiO2平均晶粒为7 nm,晶面间距为0.35 nm,复合物比表面积高达556.1 m2g-1。电池性能测试表明,组装的太阳能电池集光电转化和电能储存两种功能于一体,最高电压达750 mV,最高光电转换效率为6.94%,电池经50次循环后比容量仍保持原来的88%。另外,SBA-15对S/carbon aerogel复合材料的形貌起着关键结构调控作用,在硫和碳气凝胶3:1的比例下所制备的S/carbon aerogel复合材料呈规则的藕节形结构,每节长度在650 nmn左右,直径在300 nm左右。电化学测试表明,0.5 C下其放电比容量最高达1572mAh g-1,50次循环后下仍能达到1140.7 mAhg-1,容量保持率达72.5%。 【关键词】:原位法 碳基复合物 染料敏化 锂硫电池 光伏储能一体化
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM914.4
【目录】:
  • 致谢7-8
  • 摘要8-9
  • ABSTRACT9-13
  • 第一章 绪论13-24
  • 1.1 前言13
  • 1.2 染料敏化太阳电池13-19
  • 1.2.1 电池概述13-17
  • 1.2.2 纳米TiO_2的改性研究17-19
  • 1.3 锂硫电池19-22
  • 1.3.1 锂硫电池的工作原理19
  • 1.3.2 锂硫电池正极材料19-22
  • 1.4 本课题的主要内容及研究意义22-24
  • 1.4.1 本课题的主要内容22
  • 1.4.2 研究意义22-24
  • 第二章 实验部分24-32
  • 2.1 主要试剂及仪器24-25
  • 2.2 碳基复合材料的制备25-26
  • 2.3 材料样品表征方法26-27
  • 2.4 电池的组装27-28
  • 2.5 染料敏化太阳电池的性能评价28-30
  • 2.6 电池电化学性能测试30-32
  • 第三章 TCA复合物的原位合成及电化学性能研究32-41
  • 3.1 引言32
  • 3.2 均匀碳基材料的制备32-33
  • 3.3 材料的结构表征分析33-36
  • 3.3.1 XRD表征33-34
  • 3.3.2 SEM和TEM表征34
  • 3.3.3 BET表征34-35
  • 3.3.4 紫外可见吸收光谱表征35-36
  • 3.4 电化学性能表征结果分析36-40
  • 3.4.1 充放电性能36-37
  • 3.4.2 TCA薄膜光电性能测试J-V图37-38
  • 3.4.3 充放电性能与循环性能测试38-39
  • 3.4.4 交流阻抗测试39-40
  • 3.5 本章小结40-41
  • 第四章 SCA复合材料的合成及性能研究41-47
  • 4.1 前言41
  • 4.2 SCA复合正极材料的制备41-42
  • 4.3 材料的结构和形貌表征分析42-43
  • 4.3.1 XRD表征42-43
  • 4.3.2 SEM表征43
  • 4.4 电化学性能测试分析43-46
  • 4.4.1 放电性能44-45
  • 4.4.2 循环性能45
  • 4.4.3 交流阻抗45-46
  • 4.5 本章小结46-47
  • 第五章 模板剂对SCA复合材料形貌及性能的影响47-55
  • 5.1 引言47
  • 5.2 藕节形SCA复合材料的制备47-48
  • 5.2.1 模板剂概述47-48
  • 5.2.2 添加模板剂制备藕节形SCA复合材料48
  • 5.3 藕节形SCA复合材料的结构和形貌表征分析48-51
  • 5.3.1 XRD表征48-49
  • 5.3.2 SEM表征49-50
  • 5.3.3 TEM表征50-51
  • 5.4 电化学性能测试分析51-54
  • 5.4.1 放电性能51-52
  • 5.4.2 循环性能52
  • 5.4.3 倍率性能52-53
  • 5.4.4 交流阻抗测试53-54
  • 5.5 本章小结54-55
  • 第六章 结论与展望55-57
  • 6.1 结论55-56
  • 6.2 展望56-57
  • 参考文献57-63
  • 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况63


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

锂硫电池硫/导电聚合物正极材料的研究进展    俞栋;徐小虎;李宇洁;汪冬冬;周小中;

高比能锂硫二次电池的电解质材料    陈人杰;刘真;李丽;吴锋;

高比能锂硫二次电池研究进展    索鎏敏;胡勇胜;李泓;王兆翔;陈立泉;黄学杰;

静电纺丝法组装一维纳米结构单元及组装体的性能研究    张传玲

锂硫电池硫正极材料的设计、制备及性能研究    孙福根

多电子反应电极材料的结构调控和储锂性能研究    徐桂良

锂硫电池正极改性、结构设计及电化学性能研究    张凯

锂硫电池正极材料的制备及其电化学性能研究    陈飞彪

锂二次电池用功能性电解质研究    朱奇珍

多孔及二维无机材料的复合和其催化、电化学性能的研究    付威

纳微结构金属氧化物负极材料的合成与电化学性能表征    马小航

锂硫电池正极S/C及S/TiO_2复合材料的制备和性能研究    王健龙

锂硫电池硫镍一体化正极的制备及电化学性能研究    朱经涛

一步水热法制备石墨烯/硫正极材料与电化学性能研究    李庆洲

纳米线/模板共构染料敏化二氧化钛太阳电池的制备    何主亮;徐明义;李幸芳;陈炯勋;

染料敏化纳米晶太阳能电池    

南洋理工大学研发出染料敏化光伏电池    

染料敏化太阳电池研究进展    孔凡太;戴松元;

有机染料及其在染料敏化太阳电池中的应用    武国华;孔凡太;翁坚;戴松元;奚小网;张昌能;

1-甲基-3-己基咪唑碘在染料敏化太阳电池中的应用研究    史成武,戴松元,王孔嘉,郭力,潘旭,孔凡太,胡林华

长春应化所高性能有机染料敏化太阳电池研究获新进展    

染料敏化太阳电池研究进展    李文欣;胡林华;戴松元;

染料敏化纳米TiO_2薄膜太阳能电池的研究进展    田成邦;刘妍;毕文英;陈伟敬;

染料敏化薄膜太阳能电池的研究进展    陈明昌;

光电功能薄膜及其在染料敏化太阳能的应用研究    陶霞;郑言贞;赵家兴;卢鑫泓;毕世青;

掺杂二氧化钛对染料敏化电池性能的影响    段彦栋;王敏;刘佳;林原;

4-叔丁基吡啶在染料敏化后的界面修饰方法及机理研究    高瑞;王立铎;耿怡;史彦涛;马蓓蓓;朱益锋;董豪鹏;邱勇;

多吡啶钌染料的优化设计及其在染料敏化太阳电池中的应用    孔凡太;戴松元;王孔嘉;

多层二氧化钛薄膜的结构及其对染料敏化太阳电池性能的影响    蓝鼎;罗欣莲;万发荣;龙毅;

染料敏化纳晶电池高分子电解质动力学特性的闪光光解研究    张敬波;林原;肖绪瑞;方世璧;翁羽翔;李学萍;周晓文;

近红外吸收卟啉染料的合成及其在染料敏化太阳电池中的应用    鲁建峰;崔金;曹昆;徐晓宝;白杰;李志鸿;王鸣魁;

相转变电解质的性能及其在染料敏化太阳电池中的应用    于哲勋;李可心;李冬梅;罗艳红;孟庆波;

染料敏化纳米二氧化钛薄膜太阳能电池中的电荷复合    张哲;葛伟杰;周保学;蔡俊;蔡伟民;

染料敏化半导体的光谱拓展及其光催化制氢性能    彭天右;张晓虎;喻丽娟;李仁杰;

固态染料敏化电池转化率达到15%    刘霞

染料敏化太阳电池研究获进展    汪携

染料敏化电池让“太阳能”走进室内    本报记者 焦旭

让环保能源占领市场    本报驻堪培拉记者 张川杜

染料敏化太阳电池产业化项目被列入国家“863”计划    华文

国家支持染料敏化太阳电池开发    林青海

“人造树叶”能发电又环保    辛华

“人造树叶”既能发电又环保    本报记者 吴红梅

“阳光电源”成科学岛“景观”    记者 方佛平 通讯员 程艳

“楼顶电站”面向未来商业化    本报记者 陈敬农 通讯员 程艳

基于钌催化剂的染料敏化光解水分子器件研究    丁欣

染料敏化太阳能电池中电解质的研究和染料的量子设计    张晓

染料敏化二氧化钛纳米晶薄膜太阳电池研究    韩宏伟

染料敏化TiO_2纳米晶多孔膜光电化学池的性质研究    潘凯

染料敏化太阳电池电极材料的研究    牛海红

石墨相C_3N_4及层状氧化物的染料敏化光催化制氢性能研究    徐俊英

新型有机染料的设计、合成及其在染料敏化太阳电池和化学敏感器中的应用研究    张雪华

染料敏化太阳电池硫化物电极材料和柔性技术研究    沈洁

氧化锌及其铝掺杂纳米颗粒的制备及在染料敏化纳米晶太阳能电池中的应用    阿里

染料敏化太阳电池电解质材料的制备与性能研究    杨燕珍