【摘 要】
:
染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cells,DSSC)有较高的光电效率和低廉的成本,具有良好的发展前景。但是传统导电玻璃基DSSC价格较高、质量较重且不可弯曲,制约了DSSC的规模化生产与应用,用柔性导电基底材料替代传统的导电玻璃基底可以解决这些问题。纺织品具有可折叠、可穿戴的特点,将其作为DSSC的基底,制备纺织品基DSSC,可以作为自供电可穿戴电子纺织品的能源收集
论文部分内容阅读
染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cells,DSSC)有较高的光电效率和低廉的成本,具有良好的发展前景。但是传统导电玻璃基DSSC价格较高、质量较重且不可弯曲,制约了DSSC的规模化生产与应用,用柔性导电基底材料替代传统的导电玻璃基底可以解决这些问题。纺织品具有可折叠、可穿戴的特点,将其作为DSSC的基底,制备纺织品基DSSC,可以作为自供电可穿戴电子纺织品的能源收集器,应用于医疗保健、军事和运动健身等领域。但是柔性材料难以耐受半导体层制备过程中的烧结温度,而低温方法制备的DSSC中TiO2颗粒之间联接不够紧密,且容易脱离基底,影响电池的光电转换效率和电池寿命,而且目前DSSC低温制备工艺较为复杂,难以实现应用。此外,染料敏化剂与半导体材料的结合对DSSC的光电转换效率有很大的影响,而相关研究尚不充分。针对以上问题,本文主要进行了以下两个方面的研究:(1)以柔性导电织物为光阳极基底,采用TiO2/聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)作为光阳极材料制备柔性DSSC光阳极。通过涂层工艺分别制备了不同TiO2含量、不同烘干温度和不同涂膜厚度的TiO2/PVDF光阳极,进而组装纺织品基DSSC。所制备的TiO2/PVDF膜表面连续且均匀,TiO2在PVDF中分散均匀,薄膜表面没有明显的裂缝,PVDF作为三维骨架支撑、连缀TiO2颗粒,使其更加牢固而均匀的附着在导电织物表面。但当TiO2含量增加至70%时,TiO2/PVDF膜出现明显的裂缝;当烘干温度升高至90℃后,TiO2颗粒聚集严重,TiO2/PVDF膜的空隙和缺陷增多。TiO2含量增加,染料吸附量增加;涂膜时烘干温度升高,染料吸附量降低。随着TiO2含量的增大,TiO2/PVDF膜对光的吸收增强,而当TiO2含量达到60%之后,TiO2/PVDF膜对光的吸收接近饱和。组装电池,发现当TiO2含量为60%,烘干温度为30℃,涂膜厚度为6层时,DSSC具有最高的光电转换效率0.4292%,此时JSC、VOC和FF分别为2.7852 m A/cm~2、0.536 V和0.2875。(2)采用高温烧结的方法以导电玻璃为基底制备TiO2半导体薄膜,探讨了TiO2半导体薄膜对N719染料的吸附性能,以及染料敏化条件对于电池光电性能的影响。首先测定了不同染料浓度(0.2 m M、0.5 m M、0.8 m M,敏化温度为20℃)和不同敏化温度(10℃、20℃、30℃,染料浓度为0.5 m M)下染料的吸附性能曲线,结果表明TiO2半导体薄膜对N719染料的吸附过程更符合准二级动力学方程,TiO2半导体薄膜对N719染料的吸附等温线符合Langmuir等温线模型,TiO2半导体薄膜对N719染料吸附为化学单分子层吸附,且是一个吸热过程。随后将N719敏化后的光阳极组装电池,测试其光电性能,发现随着染料敏化时间的增加,JSC逐渐升高,光电转换效率也不断增加,到一定时间后趋于平缓。另外,研究发现光阳极面积的增加导致DSSC光电性能的下降。
其他文献
为了提高建筑屋顶小型分布式光伏电站并网可靠性,依据8.16 kW屋顶光伏电站2016―2021年1 744 d的实际运行数据,并利用公开的天气资料,开展发电量预测研究。研究首先基于聚类划分天气数据,采用灰色关联法分析太阳辐射、温度、相对湿度等气象因素与光伏发电量的相关性;接着采用麻雀搜索算法优化预测模型,并与常规及采用粒子群优化的模型进行了对比。研究结果表明麻雀优化算法可有效提高预测精度,有助于电
细颗粒物引起的雾霾天气问题不仅对人们的日常生活、交通出行和生产作业带来不便,更对人们的身体健康造成了严重损害。由于具有孔隙率高、形态可控、加工工艺简便等特点,纤维过滤材料成为目前应用最广泛的空气过滤材料。但是现有的商品化的纤维空气过滤材料例如熔喷驻极过滤材料主要依赖静电吸附提高熔喷材料的过滤效率;静电纺丝技术由于具有较细的纤维直径和孔径小等优点逐渐成为空气过滤领域的热门材料,但其堆积密度大而有较高
蒙古国是一个社会和经济发展中的国家。它还计划扩大国内市场,发展工业和贸易部门,随着国家经济的发展,商业公司把食品质量和安全控制更加注重。一个食品安全、质量保证、营销良好的公司,才能成为市场上最好的公司。这些是公司未来运营可持续发展的基础。如今,消费者正在更多的使用国产产品。消费者的愿望是使用优质和健康的产品。这些消费者的需求是国内市场会发展的主要原因之一。在蒙古,向国内市场引进和国内食品的营销活动
汉麻纺织品具有优良的服用性能,如良好的吸湿散湿性、抗酶抗菌性能等。然而,因其属于天然植物韧皮纤维,纤维素含量低,果胶和木质素含量较高且难以去除,且结晶度和取向度高,造成其存在染色产品难染深色、匀染性差、色牢度差等问题。除此之外,关于汉麻织物喷墨印花方面的研究鲜见报道。本论文采用天然多糖聚合物黄原胶(XG)和羧甲基瓜尔胶(CMG)对汉麻织物表面进行预处理,并与传统的印花处理剂海藻酸钠(SA)进行了比
金属-有机骨架材料(MOFs)具有优异的骨架结构,丰富的孔隙度和多功能性,因此在许多领域都有很大的应用潜力。但是MOFs大多以粉末状晶体的形式存在,其刚性和易碎性以及在溶液环境中的不稳定性限制了它们的应用。水凝胶是一种具有三维网络结构的多功能性材料,具有很好的柔性和可加工性,将其与MOFs复合制备MOF基水凝胶可以有效解决这些问题。本文以ZIF-8为模型,γ-聚谷氨酸(γ-PGA)为凝胶基材,通过
近年来,随着可穿戴电子设备的快速发展,柔性压力传感器在人机交互、电子皮肤、健康监测、疾病防控、运动跟踪等领域得到了广泛关注。由于传感性能、力学性能、抗疲劳性能仍有提升空间,柔性传感器的发展一直存在挑战。本文报道了一种以离子凝胶(Ionogel)为基础的压力传感器,通过调节其形态、构型等,实现人体运动及多种生理信息的实时跟踪与监测。该离子凝胶为双网络(Double-Network,DN)结构,由聚二
光催化技术因其绿色环保和氧化能力强等特点,被广泛应用于印染废水处理领域。最常见的光催化材料包括无机半导体TiO2、Bi OCl以及有机半导体石墨相氮化碳(g-C3N4)等,但其均存在可见光响应范围窄、光生载流子复合率高以及难以回收利用等不足。为解决上述问题,本文提出通过含有偕胺肟基团的改性聚丙烯腈纤维(AO-PAN)作为载体以提升其可见光催化性能的策略。首先通过配位负载TiO2和光敏剂氯化血红素(
为考察不同结构表面活性剂及其光催化氧化降解产物的毒性,本文选用三种阴离子表面活性剂(SDBS、SLS和SDS)和四种阳离子表面活性剂(1227、1427、2HEAC-12和1831)作为研究对象,首先使用不同浓度的表面活性剂水溶液对沙窝萝卜和黄瓜种子进行萌发实验,并测定萌发种子的根长、芽长、鲜重和干重等参数,并计算表面活性剂对两种种子的抑制率和半抑制浓度(IC50),并以此评价和比较不同结构表面活
芳香纺织品是备受关注的功能纺织品发展方向。芳香气味具有舒缓压力、调节情绪、改善睡眠、愉悦身心等功效。但是芳香物质存在易挥发的问题。因此如何实现持久留香,一直是芳香材料制备有待解决的问题。芳香微胶囊是实现芳香纺织品制备的常用途径,但普通芳香微胶囊囿于结构和壁材成分,很难实现芳香物质对纤维的高效负载和耐久可控释放。本研究首先构建了一种新型芳香评价方法——VOC测试法。使用VOC测试仪检测密闭空间内挥发
火灾是经常发生的灾害事件。在火场环境中,无论是消防人员的救援工作还是遇险人员的逃生自救,都离不开阻燃隔热防护制品。以芳纶等高性能纤维为基础的面料虽然有较好的阻燃隔热性能,但成本高昂。这不利于家庭用消防用器材储备的推广,也使得消防救援服装的清洗与更新成本昂贵。开发兼具良好阻燃隔热性能、服用性能和加工性能,且价格低廉的面料,替代价格昂贵的高性能纤维面料,对于消防装具的普及和降低消防服装成本具有积极意义