【摘 要】
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染料敏化TiO纳米晶体太阳能电池是一种接近实用的高效光电转化器件.典型的染料大多以羧基作为染料生色基团和TiO表面键合的链接基因.研究表明,TiO和染料分子间除了简单的物理吸附和氢键外,还存在酯键、桥键和螯合键等强的化学键合形态.本文报道应用本实验室新近发展起来的瞬态分子探针技术,研究TiO纳米晶体尺寸效应对羧基在TiO纳米晶体表面键合形态影响一些结果,发现在所研究的粒度范围内(<10nm)随着纳
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染料敏化TiO<,2>纳米晶体太阳能电池是一种接近实用的高效光电转化器件.典型的染料大多以羧基作为染料生色基团和TiO<,2>表面键合的链接基因.研究表明,TiO<,2>和染料分子间除了简单的物理吸附和氢键外,还存在酯键、桥键和螯合键等强的化学键合形态.本文报道应用本实验室新近发展起来的瞬态分子探针技术,研究TiO<,2>纳米晶体尺寸效应对羧基在TiO<,2>纳米晶体表面键合形态影响一些结果,发现在所研究的粒度范围内(<10nm)随着纳米颗粒粒度和结晶度的减少,简单吸附形态的相对比例降低并伴随着螯合键合形态比例的增加,同时酯键键合形态的比例变化不大,约50﹪左右.
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本文报道了用微型单片集成晶体硅太阳电池为MEMS供电的研究结果.研究发现:采用高效太阳电池将光能转换为电能,为MEMS供电是一种切实可行的方案,可在同一块单晶硅衬底上采用与MEMS相兼容的工艺技术,实现太阳电池的分割隔离及互连接达到MEMS系统所需电压的目的.
采用热丝技术,通过改变氢稀释度获得不同晶态比的微晶硅薄膜,对薄膜的直流共面电导和交流夹心电导测量表明,在晶态比0.43>0.8时,各向异性减弱.讨论了薄膜结构与输运各向异性之间的关系.
本文采用陶瓷硅作为衬底材料,用RTCVD沉积制备了多晶硅薄膜.对薄膜的SEM表面形貌进行分析表明:薄膜的结构和形貌与沉积温度和衬底状况有关,高温下可以沉积得到大晶粒且致密的薄膜.应用Scherrer公式估算了薄膜的晶粒尺寸,与SEM图的结果相一致.Hall测量分析了薄膜的性能,薄膜的迁移率随沉积温度的增加而增加,电阻率随沉积温度的增加而降低.
本文依据微晶硅材料的吸收系数光谱分布,从微晶硅电池的光程计算出发,来考虑提高光收集效率的陷光结构设计.我们发现:对波长为600nm以及小于600nm的太阳光,1.6微米厚的微晶硅材料本身就能够比较完全的吸收.因此,背反射电极的设计只须提高600nm至1100nm范围内的波长(Δλ)的反射系数.为此,我们调整本征微晶硅厚度,并设计了Δλ波长范围内的ZnO/Al陷光结构,以获得电池结构优化的目的.
不采用隔离层和盖帽层结构可简化区熔再结晶工艺,在陶瓷衬底上制备出高质量的多晶硅薄膜.实验中衬底采用市售的电子级三氧化二铝陶瓷,采用快速热化学(RTCVD)方法生长,然后用区熔再结晶(ZMR)方法使籽晶层在高温下熔化并重新结晶,晶体质量得到改善,并且颗粒尺寸增大了几个数量级,达到几十个微米甚至毫米量级,符合制作太阳电池的要求.实验中给出了用X射线衍射方法作出的晶向图谱和光学显微镜、扫描电子显微镜方法
本文介绍了一种操作较为简便的判断太阳能用热管热性能好坏的简化测试方法,同时也介绍了太阳能用热管的耐高、低温试验以及寿命试验.
为了适应太阳能建材一体化技术的发展,设计了一种易与建材形成一体的平板式太阳能集热器.这种集热器的芯板和外框采用耐腐蚀铝合金,挤压成型,无焊接点,抗腐蚀性极好.结构比较薄.质量轻,整体性和刚度较好.各部件的接合采用非永久固定接合,给安装、拆卸、维修和更换带来很大便利.太阳能吸收面采用高吸收率微细复合涂料.根据测试结果,该集热器的平均集热效率在50﹪以上.本文主要介绍该集热器的设计和热性能.
本设计方案参考了最近的中外文献,利用人机工学、仿生学等应用理论,并参照空气动力学原理,利用三维造型软件UG,Poser等设计了美观大方实用的太阳能车造型、人机工学座椅以及一个男性模拟驾驶员等.
本文论述了在锥形流态化气化炉内,对生物质原料,进行气化和催化气化的工程化应用试验研究.研究结果表明:麦草原料气化所产生的煤气热值比稻草和稻壳都高,木屑气化所产生煤气热值最高,非催化气化条件下,流化床气化产生的煤气热值比下吸式气化炉产生的煤气热值提高40﹪左右;催化气化试验发现,CaO能明显提高煤气热值、降低CO组分,NaCO催化气化能提高气体H的含量.
制作了一种聚集太阳光光催化反应装置,在纳米半导体TiO存在下可用于降解亚甲基蓝染料、苯磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠表面活性剂污染物,并可使其矿化.研究了光强度及照射时间、循环速率、TiO用量及污染物初始浓度对光降解速率的影响.KSO对提高TiO的光催化作用与其用量及pH值有着.测定了不同污染物降解的相对光效率(相对于苯酚).