【摘 要】
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本论文围绕电子传输层、空穴传输层、界面插入层等界面材料的制备、界面特性、器件稳定性及钙钛矿成膜演化过程以及相变机制进行了系统的研究。首先,为推动SnO_2电子传输材料在钙钛矿太阳能电池的应用和发展,对电子传输层材料在工艺和性能方面进行了改进。在正置平面结构钙钛矿太阳能电池中使用溶液法制备的新型SnO_2电子传输材料,代替传统的电子传输材料比如二氧化钛(Ti O_2)等材料,降低制备的温度和生产成本
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本论文围绕电子传输层、空穴传输层、界面插入层等界面材料的制备、界面特性、器件稳定性及钙钛矿成膜演化过程以及相变机制进行了系统的研究。首先,为推动SnO_2电子传输材料在钙钛矿太阳能电池的应用和发展,对电子传输层材料在工艺和性能方面进行了改进。在正置平面结构钙钛矿太阳能电池中使用溶液法制备的新型SnO_2电子传输材料,代替传统的电子传输材料比如二氧化钛(Ti O_2)等材料,降低制备的温度和生产成本,结合使用宽带隙的Mg O材料进行界面优化,有效抑制了载流子在传输过程中的复合,改善器件的性能。进一步地
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正渗透微生物燃料电池(osmotic microbial fuel cells,OsMFCs)结合了微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)和正向渗透(forward osmosis,FO)的优点,集污染物去除,产电,提取高质量水为一体。一个理想的汲取液/阴极液应具有高渗透压、高溶解度、高导电性、非生物毒性和低成本等优点,以保证其经济可行性。OsMFC作为一个基于FO的技术
近二十年来,锂离子电池以其优异的性能被移动电子终端设备、电动汽车以及智能电网等各种系统和场景广泛地应用,不断推动着我们社会和生活的进步。锂硫电池的理论比能量达到2600 Wh kg~(-1),显著高于常规的锂离子电池,受到人们极大的关注。目前限制其商业应用的主要原因包括所使用的醚类电解液易燃、泄漏以及放电中间产物溶解于电解液导致的穿梭效应等。用固体电解质代替液态电解液,开发全固态锂硫电池是解决这些
随着现代社会对能源需求的日益增长,化石能源等传统能源逐渐枯竭,开发和利用新型清洁能源成为了解决能源危机、建立能源节约型社会的首选之路。热电材料利用固体材料内部载流子的运动可以实现电能与热能直接相互转换,在工业余热废热回收利用,半导体制冷以及汽车工业热管理等领域具有广泛的应用前景。随着“声子液体-电子晶体”新概念的提出,类液态材料因其独特的“液态”行为的亚晶格结构而具有极低的热导率与良好的电输运性能
传统的商用锂离子电池受限于其理论能量密度的限制,已经不能满足未来电动汽车和其他大规模储能市场对于高比能量二次电池的需求。因此,开发新型的高能量密度二次电池势在必行。锂空气电池具有超高的理论能量密度(3505Wh/kg),远高于商用的锂离子电池,具有很大的应用前景。然而,受限极化和循环性能等问题的限制,目前锂空气电池的水平还远不能达到实际应用的要求。正极充放电过程涉及的氧气和Li_2O_2的转换反应
受化石燃料短缺和环境恶化的影响,人们的全球环保意识增强,可再生能源得到了广泛的关注。风能因具有低成本和无污染等优势被认为是电能生产中取之不尽的清洁能源之一,在过去的几十年里取得了里程碑式的发展。能源成本的大幅降低以及作为电力需求供应的重要潜力已经充分证明风能在未来几十年将会保持强劲的增长趋势。然而,风电场通常坐落在偏僻地带或者近海邻域,恶劣的运行环境导致的高昂运维成本向风电行业提出了挑战。因此,为
III-V族化合物半导体材料大都具有直接带隙结构,利用这种材料体系制备的III-V族太阳电池光谱响应特性非常优异,可获得最为理想的光电转换效率,且其具有较强的抗辐射能力和较好的耐高温性能,已广泛应用于各类空间飞行器中。III-V族化合物太阳电池持续引领了最高转换效率太阳电池的发展,外延生长技术和器件工艺水平的快速发展使得单结、双结和三结太阳电池的转换效率接近理论最高值,转换效率的进一步提升需基于光
有机太阳能电池因为可以使用溶液法通过卷对卷工艺制备柔性、质量轻、大面积的器件而获得广泛的关注。在过去的几十年中,研究人员通过合成新型的给体和受体材料、优化活性层形貌和界面、三元策略、器件工程等手段,成功地提高了有机太阳能电池的性能。目前,单节体异质结有机太阳能电池的能量转换效率已经突破15%。为了使有机太阳能电池技术能够步入商业化,与其他无机太阳能电池具有一争高下的能力,研究人员不断地投入精力在表
有效的界面修饰和合适的空穴传输层对于获得高效稳定的p-i-n型钙钛矿太阳能电池至关重要。本文针对当前p-i-n型钙钛矿太阳能电池中阴极界面和空穴传输层中存在的问题展开相关的研究,通过优化p-i-n结构中的“电子传输层(electron transporting layer,ETL)/金属电极”界面和空穴传输层提高了p-i-n钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(power conversion effi
“智能结构”的实现需要四个关键要素：传感器、驱动器、控制策略以及可调控的电源供应。压电材料尤其是压电陶瓷在工程领域作为传感器和驱动器的应用已经非常成熟。近几年来，压电材料在环境能量俘获以及无线能量传输领域的应用也已引起世界各国学者的高度关注。从实现“智能结构”所需的四个关键要素不难看出，压电材料已经在“智能结构”中扮演了重要的角色(应用于传感器和驱动器)，而在可以预见的不远的将来，压电材料为“智能
锂硫电池是一种新型二次电池,以单质硫为正极,具有环境友好、成本低廉、能量密度高等优点,有望成为下一代高能电化学储能体系。然而,锂硫电池的实际应用仍面临许多问题,包括S_8/Li_2S_((2))导电性差、放电过程中体积膨胀、高阶硫化物(Li_2S_n,4≤n≤8)的溶解和穿梭等问题,这导致活性材料利用率低、电池容量衰减快,影响其进一步商业化应用。针对以上问题,本文通过构建聚吡咯(PPy)导电网络,