太阳能电池的原理

太阳能电池的原理 纳米晶TiO2太阳能电池 摘要:太阳能电池的发明，为能源短缺的今天提供了一条很好的解决途径。本文详细论述了太阳能电池的原理，以及二氧化钛太阳能电池的原理以及应用。 关键字:TiO2 太阳能电池 环境污染和能源短缺是现在面临的两大问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。电能是一种高品位能量，利用、传输和分配都比较方便。将太阳能转换为电能是大规模利用太阳能的重要技术基础，世界各国都十分重视。这里详细介绍TiO2太阳能电池。 一、太阳能电池 太阳能电池是一种利用光电材料吸收太阳光光能后发生光电转换反应的器件。太阳能光电池可分为固体光电池和液体光电池。前者如硅太阳能电池;后者如半导体电解质太阳能电池。制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础。根据所用材料的不同,太阳能电池又可分为: (1) 硅太阳能电池; (2) 无机化合物太阳能电池如砷化镓、硫化镉、铜铟硒电池; (3) 有机/ 聚合物太阳能电池; (4) 纳米晶太阳能电池等。 尽管制作电池的材料不同, 但其材料一般应满足以下几个要求: (1) 半导体材料的禁带不能太宽; (2) 要有较高的光电转换效率; (3) 对环境不造成污染; (4) 便于工业化生产且性能稳定。 二、TiO2纳米太阳能电池的制备 合成TiO2纳米粒子， 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 有很多，多数用水解法，然后制备TiO2纳米晶膜，即将 TiO2纳米微粒均匀沉积在导电玻璃的导电面形成10 μm厚的纳米多孔膜，在控温炉内于450?,500?高温下煅烧30 min，形成纳米粒子间的电接触，其粗糙度达780。最后在纳米粒子上吸附一层高效染料敏化剂形成光阳极，其中染料为RuL2(μ-(CN))Ru(CN)L),( L22为2,2' -bipyridine-4,4'dicarboxylica cid,L'为2,2'-bipyridine)。电解液为0.5 mol/L碘化四丙胺和0.04 mol/L碘，溶剂为v(碳酸乙烯酯):v(乙腈),80:20的混合物，对电极是沉积很薄一层铂且经缎烧的导电玻璃。这种电池对太阳模拟光总的光电转换效率为7.9,，对散射日光光电转换效率为10,。 三、电池的结构和工作原理 纳米晶化学太阳能电池是由一种在禁带半导体材料修饰、组装到另一种大能隙半导体材料上形成的,窄禁带半导体材料采用过渡金属Ru 以及Os 等的有机化合物敏化染料,大能隙半导体材料为纳米晶二氧化钛并制成电极,此外NPC 电池还选用适当的氧化一还原电解质。 电池的基本结构主要包括透明导电基片(导电玻璃)，多孔纳米TiO2薄膜、染料、敏化剂、电解液和透明对电极几个部分。 电子能级的相对位置决定光生电荷的产生和传输特征。当能量低于半导体纳米TiO2禁带宽度但等于染料分子特征吸收波长的人射光照射在电极上时，吸附于TiO2表面的染料分子中的电子受激发跃迁至激发态，处于激发态染料分子向TiO2纳米晶导带中注人电子，电子在TiO2纳米晶导带中靠浓度扩散流向基底传向外电路。由于纳米粒子掺杂浓度低，因而减少了复合机会，而染料分子失去电子后变为氧化态，此时氧化态的染料分子再由对电极提供电子而变为原状态，从而完成一个光电化学反应循环，形成光电流。整个过程由式(1)一(4)表示: 第一阶段是染料分子被激发,激发电子注入TiO2 导带,产生光电流; oS+hν?S* (1) ，,S*?S，e (2) 第二阶段是电子在TiO2 薄膜中的输运;第三阶段是电子在TiO2 薄膜中的收集;第四阶段是电子在外电路中传递; --第五阶段是电解质被还原;I+ 2e ?3I 3 第六阶段染料被还原; ,，o+TiO2(导带)，e?TiO2(e) S，R?S+ R (3) CB +,R，e?R (4) o，+其中: S一 基态染料分子;S*一激发态染料分子;S一氧化态染料分子;R/R,氧化还原对。 四、纳米晶化学太阳能电池的影响因素 (1) 纳米二氧化钛膜 纳米二氧化钛的粒径和膜的微结构对光电性能的影响很大。首先, 纳米膜的多孔性使得它的比表面积远比其几何面积大,从而大大提高了其表面吸附能力,有利于染料分子的吸收和吸收太阳光, 同时提高光电量子效率。另外, 纳米二氧化钛的粒径小也会导致其大的比表面积, 但同时其电极的孔径将随着变小。一般情况下,表面积越大, 吸附能力越强, 吸附染料分子越多,光生电流也就越强。但另一方面,孔径变小不利于光电效率的提高,因为小孔吸附染料分子后,剩余的空间太小,导致电解质在其中的扩散速度降低,从而电流产生效率下降。除纳米二氧化钛外, 其它的半导体氧化物如氧化锌( ZnO) ,氧化锡( SnO2) 和氧化铌( Nb2O5) 也都可作为二氧化钛的替代品, 但其转化效率都远不及二氧化钛太阳能电池,分别只达到1. 2 %,1. 4 %和4 %,尽管它们的禁带宽度都在3. 2 左右,见表1 。 (2) 染料敏化剂 染料是染料敏化纳米晶太阳能电池中的重要组成部分。敏化剂与半导体表面的化学键合不仅可以使敏化剂牢固的吸附到表面上, 而且还可以增强电子耦合及改变表面态能量,有利于电荷的转移。研究结果表明通过优化染料敏化剂,如配位体和前趋体及其制备工艺,可以提高二氧化钛太阳能电池的光电转化效率。如利用铷系列配合物敏化剂,其光电转化效率可超过10%。 (3) 电解质 染料敏化纳米晶太阳能电池的电解质溶液中的氧化还原对一般为I3- / I- ,其作用是还原被氧化的染料分子。溶剂和金属离子的种类变化对电池的电流输出影响较大。另外对电极的影响也不可忽略。电解质中I3 - 需要在对电极上得到电子以便再生成I- 。一般的对电极是一层金属铂。但铂的成本太高, 不利于电池的广泛应用。由于碳高的导电性能和对I3- 高的催化性能,因此也可利用多孔碳电极作为对电极,同样可达到理想的效果。 ( 4) 电池封装及结构 致密是影响电池性能和使用寿命的关键, 因此封装材料要求比较高,不仅要抗温度变化和太阳光爆晒,还要有对抗电解质腐蚀的长期稳定性。电池组是由多个单电池组成的, 可以提高其输出功率。它可以串联或/ 和并联的方式把多个单电池组合在一起。 五、纳米二氧化钛的优点: ?可以制成透明的产品;?可以在各种光照条件下使用;?对光线的入射角度不敏感,可充分利用折射光和反射光;?可在柔性基底上制备,扩大了应用范围;?工作温度宽,可高达70 摄氏度;?成本大大降低. 六、液态电解质存在的缺陷 1)由于密封工艺复杂，长期放置造成电解液泄露，且电池中还存在密封剂与电解液的反应; 2)在液体电解质中，电极有光腐蚀现象，且敏化染料易脱附; 3)高温下溶剂挥发会导致其与染料作用使染料降解; 4)电解液内存在氧化一还原反应以外的反应，会使离子反向迁移导致光生电荷复合机会增 加，降低光电转换率; 5)光生电荷在光阳极的迁移靠扩散控制，这使光电流不稳定; 6)电池形状设计受到限制。 为了解决液态电解质带来的这一系列问题，学者们以固态空穴传翰材料取而代之制备出全固态纳米太阳能电池，并取得可喜的成就。 所以对染料敏化纳米晶太阳能电池应从以下几个方面进行研究。 1) 纳米材料制备:电子在纳米晶传输过程中会与电子受体发生复合从而引起电流损失，因 此需要在探索电极微结构与光电性质的基础上，寻找制备方法简单，性能优异的T i O2 纳米晶材料，以减少电子在传输过程中的损失。 2) 界面特性:T i O2与染料之间，T i O2、染料敏化剂和电解质三者之间，T i O2与导电 玻璃之间等都存在界面问题，因此需要对界面之间的电子注入和传输机理进行研究。 3) 提高电池的开路电压:现在所制得染料敏化纳米晶太阳能电池的开路电压较低，一般都 小于1 V ，提高开路电压将是今后研究的一个方向。 4) 染料:设计合成成本低，性能良好，能吸收大部分可见光敏化染料，从而提高染料敏化 纳米晶太阳能电池光电转换效率。 5) 电解质:目前使用的液态电解质，由于存在一些问题，使得全固态纳米太阳能电池成为 一个重要的研究方向，以提高其稳定性和使用寿命。 6) 大面积电池:要想使染料敏化纳米晶太阳电池走向实用化和产业化必须对大面积电池进 行研究。 染料敏化纳米晶太阳能电池将会有广阔的发展前景。 参考文献: [1]赵宏娟.太阳能电池工作原理与种类.科技信息 [2]曹雯.纳米二氧化钛太阳能电池. 新余高专学报. 第10 卷第2 期.2005 年4 月 [3]孙宝等.纳米太阳能电池研究进展.河北科技大学学报. 第23卷第2期.2002年 [4]马莹等. 染料敏化纳米晶太阳能电池化学工程师.Chemical Engineer.Sum 131. No18 [5]李艳华等. 染料敏化纳米晶太阳能电池的研究进展.产业前沿 下面是赠送的励志散文欣赏，不需要的朋友下载后可以编辑删除～～上面才是您需要的正文。 十年前，她怀揣着美梦来到这个陌生的城市。十年后，她的梦想实现了一半，却依然无法融入这个城市。作为十年后异乡的陌生人，她将何去何从, 笔记本的字迹已经模糊的看不清了，我还是会去翻来覆去的看，依然沉溺在当年那些羁绊的年华。曾经的我们是那么的无理取闹，那么的放荡不羁，那么的无法无天，那么轻易的就可以抛却所有去为了某些事情而孤注一掷。 而后来，时光荏苒，我们各自离开，然后散落天涯。如今，年年念念，我们只能靠回忆去弥补那一程一路走来落下的再也拾不起的青春之歌。从小，她就羡慕那些能够到大城市生活的同村女生。过年的时候，那些女生衣着光鲜地带着各种她从来没有见过的精致东西回村里，让她目不转睛地盯着。其中有一个女孩是她的闺蜜，她时常听这个女孩说起城市的生活，那里很繁华，到处都是高楼大厦，大家衣着体面……这一切都是她无法想像的画面，但是她知道一定是一个和村子截然不同的地方。她梦想着有一天能够像这个闺蜜一样走出村子，成为一个体面的城市人。 在她十八岁那年，她不顾父母的反对，依然跟随闺蜜来到了她梦想中的天堂。尽管在路途中她还在为父母要和她断绝关系的话感到难过，但是在她亲眼目睹城市的繁华之后，她决心要赚很多钱，把父母接到城市，让父母知道她的选择是正确的。 可是很快，她就发现真实的情况和她想象的完全不一样。闺蜜的光鲜生活只 是表面，实则也没有多少钱，依赖于一个纨绔子弟，而非一份正当的工作。而她既没有学历、又没有美貌，也不适应城市生活，闺蜜也自顾不暇，没有时间和多余的钱帮助她。这样的她，连生活下去都成问题，更别说赚大钱了。倔强的她没有因此放弃，而是更加坚定要作为一个异乡人留在这里打拼，相信自己一定可以实现梦想。 一开始，她只能做清洁工、洗碗工等不需要学历的工作，住在楼梯间，一日三餐只吃一餐。周围的人对于一个年轻女孩做这类型工作都会投以异样的眼光，在发现她一口乡音的时候就立即转为理所当然的表情。自尊心强的她受不了这两种目光，在工作的时候默默地留意城市人说话的语音语调，和内容。 当她做到说话的时候没有人能听出她来自乡下的时候，她开始到各家小企业应聘。虽然她应聘的岗位都是企业里最基层的职位，但是她依然到处碰壁。最后终于有一家企业愿意聘用她，但是工资只有行情的一半，而且工作又多又累。尽管如此，她还是签了 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 上班了。她每天都要战战兢兢地等待同事们的叫唤，偷偷地观察别人，谦卑地请教别人关于工作上的问题。也许是她的态度良好，工作尽责，同事们都愿意在空闲的时候教她一些东西，让她受益匪浅。她一天一天地学习着、进步着，慢慢脱离了以前乡下的生活，一步一步地走进城市。 十年后，她已经是企业里的第二把手，深得老板器重。谁也想不到十年前的她不过是一个刚从乡下出来的农村女孩。现在的她有着高收入，有车有房，但是她并不快乐。因为五年前她在乡下的父母去世了，邻居联络不到她。直到两年前她事业有成之后回乡接父母才知道这件事。在乡下，待在没有父母的家里时，衣着光鲜的她和周围的环境格格不入。所以她很快回到了城市，重新投入工作，却越来越空虚。因为她这十年来所付出的一切都是为了父母，如今父母不在了，她也失去了快乐。 她原以为十年的时间能够让她彻底变成一个城市人，但是她没有想到她十年后依然是异乡的陌生人，无法和父母一起在城市有一个家，依旧孤零零地在城市 里寂寞着>>>>>>指尖的香烟 烟草的气味，不知什么时候就开始蔓延。如同那阵阵袭来的压抑，慢慢侵蚀我们唯留的一点点青春笑颜。黑板的一角，突然就被罗列出来一小块 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 着距离某一个日子还余下的天数。接下来的生活，便因那个倒计时的数字，变得更加麻木。 而我们却还那么无所事事的躺在校园的花丛中，看透过树荫外的天空。阳光在那个时候似乎也忘记了灼伤我们，就任凭我们一天天的观望。应该说，那些空洞苍白的日子，是我们彼此撑过来的吧。我们就那么一天天的一起观望天空，一起想象以后的日子，一起数着教学楼房顶的鸽子。像是在等待世界末日来临前一定要把一切观够般，校园里有几棵榕树，哪棵树上断了一枝，哪棵树上有个经年的鸟窝，我们都清清楚楚。那时的我们就这么天真，虽然明知某一天很快就会到来。我在想，那时我们还是个孩子吧…… 而好的孩子是不会抽烟的，那么，我们应该是一群坏小孩。我们都那么无以复加的喜欢看指尖的烟雾，因为那些弥漫的感觉就如十八岁那一年的年华。我们一无所有。 >>>>>>后校门的铁门 那时的我们总是若飞鸟般渴望外界，而学校却如同囚笼，囚禁着我们一切的希望与自由。那些保安的可恶嘴脸我们曾一起尝试过多少次。而后来，我们终于屈服了，开始另辟蹊径。或寵信许上苍还是垂青我们的吧，让我们这群叛逆的孩子发现了那扇锈迹斑斑的铁门。 翻越铁门成了我们最开心的事，校服被挂破了，我们还在下面没心没肺的笑。仿佛铁门的另一边就是腾格里的长生天，而里面，便是炼狱。有人说过，世上本没有路，走的人多了也就成了路。锈迹班班的铁门成了我们通往外界的坦途。 当重新翻开记忆，想起那段飞檐走壁的日子，突然就开心的笑起来。只是 不知道挂在铁门上的校服裂布，是否在经历了岁月洗礼后，还像以往一样招摇。就如同当年的我们，散落以后，如今真的很想知道各自到底过的好吗, >>>>>>一路公交车的尽头 中秋佳节演讲词推荐 中秋,怀一颗感恩之心》 老师们,同学们: 秋浓了,月圆了,又一个中秋要到了!本周日,农历的八月十五,我国的传统节日——中秋节。中秋节,处在一年秋季的中期,所以称为“中秋”,它仅仅次于春节,是我国的第二大传统节日。 中秋的月最圆,中秋的月最明,中秋的月最美,所以又被称为“团圆节”。 金桂飘香,花好月圆,在这美好的节日里,人们赏月、吃月饼、走亲访友……无论什举形式,都寄托着人们对生活的无限热爱和对美好生活的向往。 中秋是中华瑰宝之一,有着深厚的文化底蕴。中国人特别讲究亲情,特别珍视团圆,中秋节尤为甚。中秋,是一个飘溢亲情的节日;中秋,是一个弥漫团圆的时节。这个时节,感受亲情、释放亲情、增进亲情;这个时节,盼望团圆、追求团圆、享受团圆……这些,都已成为人们生活的主旋律。 同学们,一定能背诵出许多关于中秋的千古佳句,比如“丼头望明月,低头思故乡”、“但愿人长丽,千里共婵娟”、“海上生明月,天涯共此时”……这些佳句之所以能穿透历史的时空流传至今,不正是因为我们人类有着的共同信念吗。 中秋最美是亲情。一家人团聚在一起,讲不完的话,叙不完的情,诉说着人们同一个心声:亲情是黑暗中的灯塔,是荒漠中的甘泉,是雨后的彩虹…… 中秋最美是思念。月亮最美,美不过思念;月亮最高,高不过想念。中秋圆月会把我们的目光和思念传递给我们想念的人和我们牵挂的人,祝他们没有忧愁,永远幸福,没有烦恼,永远快乐! 一、活动主题:游名校、赏名花,促交流,增感情 二、活动背景:又到了阳春三月,阳光明媚,微风吹拂,正是踏青春游的好时节。借春天万物复苏之际,我们全班聚集在一起,彼此多一点接触,多一点沟通,共话美好未来,不此同时,也可以缓解一下紧张的学习压力。 相信在这次春游活劢中,我们也能更亲近的接触自然,感悟自然,同时吸收万物之灵气的同时感受名校的人文气息。 三、活动目的: 1. 丰富同学们的校园生活,陶冶情操。 2. 领略优美自然风光,促进全班同学的交流,营造和谐融洽的集体氛围。 3. 为全体同学营造一种轻松自由的气氛,又可以加强同学们的团队意识。 4. 有效的利用活劢的过程及其形式,让大家感受到我们班级的发展和进步。 四、活动时间:XX年3月27日星期四 五、活动参与对象:房产Q1141全体及“家属” 六、活动地点:武汉市华中农业大学校内 七、活动流程策划: 1、27日8点在校训时集吅,乘车 2、9点前往华农油菜基地、果园,赏花摄影 喜欢一个人或许真的没有理由吧，这个不清楚。但是我们都很清楚的是那一年我们突然就喜欢干一件让老师头痛的事情——逃课。焦躁的日子总会被我们颠覆。那个倒计时牌将我们压得喘不过起来的时候，我们便开始逃避，随心所欲的上课法成了那时我们唯一的乐趣。一群大小孩，就这样开始了交接班式的逃课。 我们已经很轻易的就可以越过那扇希望之门。而门外，那一路公车就成了我们的生命线。 喜欢一直坐公车直到尽头，喜欢尽头的那条马路，喜欢那条马路边的一簇簇绿茵。那里没有城市的拥挤与喧嚣，那里很安静，那里是适合我们这群人的地方。我们一起看那些碎碎的阳光的透过叶缝，斑驳成一片片流光。如同那时盲目和麻木的我们，只能透过一些校规的末节去瞻仰外面的世界。记得那时有人说过，我们的生活如同狗一样，被人牵着。说完这话，我们竟没有一个人笑的出。 一些事情， 你愈是去遮掩愈是容易清晰， 原本以为的瞒天过海， 结果却是欲盖弥彰。 一如我， 青春流连的记忆。 组长:金雄 成员:吴开慧 2、安全保卫组:负责登记参加春游的人数,乘车前的人数的登记,集体活劢时同学的诶假的审批,安全知识的培训不教育,午餐制作的人员分组 组长:徐杨超 成员:王冲 3、食材采购组:根据春游的人数和预算费用吅理购买食材 组长:胡晴莹 成员:何晓艺 4、活劢组织组:在车上、赏花期间、主要是做饭完后的集体活劢期间的活劢的组织 组长:武男 成员:冯薏林 5、厨艺大赛组织组:负责指导各个小组的午餐的准备,最后负责从五个小组里推荐的里面选出“厨王”，厨王春游费用全免， 组长:朱忠达 成员:严露 6、财务组:负责财务的报账及最后的费用的收取,做好最后的决算向全班 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 组长:杨雨 7、督导组:负责检查各组的任务的完成及协调各小组的任务分工 组长:叶青青 【注】以上只是大致的责任定岗,组长负主责,各小组要相互配吅,相互帮劣发挥你们的聪明才智去认真完成任务