近红外光响应的柔性纤维状光伏电池:设计、组装以及光电性能测试

近红外光响应的柔性纤维状光伏电池:设计、组装以及光电性能测试

作者:师大云端图书馆 时间:2016-07-16 分类:硕士论文 喜欢:2223
师大云端图书馆

【摘要】柔性纤维状光伏电池具有质量轻、生产制造成本低,可编织性等优点,近年来吸引人们的关注。但是,目前国内外对纤维状光伏电池的研究还处于起步阶段,仍存有一些问题,例如不能有效吸收近红外光、对太阳光谱的利用率低等。本论文设计出一种近红外光响应的柔性纤维状光伏电池,将稀土上转换发光材料引入纤维状光伏电池中,不仅能提高其对近红外光的吸收能力,同时可以拓展纤维电池在生物电源领域中的应用。该电池的组装分为以下四个步骤。第一步:首先采用镱铒双掺作为稀土激活离子、碲酸盐玻璃作为基质材料,拉制出具有上转换发光的玻璃纤维作为纤维状光伏电池的衬底材料,该种玻璃纤维具有很好的柔性,可以大幅度弯曲,在980nm激光器的激发下可发出肉眼可见的绿色光。随后以这种上转换发光玻璃纤维用作近红外光响应的纤维状光伏电池的衬底。第二步:通过射频磁控溅射的旋转镀膜技术在上转换发光玻璃纤维上制备了导电层ITO,分析了工艺中工作压强、溅射功率、氧分压以及溅射时间对薄膜透过率以及电阻率的影响,确定最优的溅射工艺参数。所制备的ITO薄膜经SEM表征得知,薄膜致密,颗粒均一度高,尺寸在30nm左右,薄膜厚度均匀,在300nm左右。通过四探针仪测试得知,其电阻率为1.2×10-4Ωm。第三步:采用两步法在上述上转换发光的导电玻璃纤维上有序生长ZnO纳米棒阵列薄膜,首先利用磁控溅射设备溅射一层ZnO纳米晶薄膜作为晶种层,然后采用化学溶液法在晶种层上生长ZnO纳米棒阵列,经过SEM表征得知,晶种层的制备可以约束ZnO纳米棒的生长方向,对于高取向的纳米棒阵列的制备有直接关系,同时也探讨了化学溶液法的生长时间对纳米棒阵列生长的影响。随后以这种长有ZnO纳米棒阵列的玻璃纤维作为本论文所设计的近红外光响应的纤维状光伏电池的光学阳极。第四步:将所制备的光学阳极浸泡于N719染料中进行敏化,以超细铂丝(直径0.025mm)作为对电极,将主电极与对电极相互接触穿入透明毛细管内(直径lmm),并利用毛细现象注电解质,最终完成论文所设计的近红外光响应的纤维状光伏电池的组装。实验所组装的光伏器件在AM1.5,100mW/cm2的标准太阳模拟器下进行光电性能测试,得到开路电压(Voc)为343mV,短路电流密度(Jsc)为0.01mA/cm2,,填充因子(FF)为28%。暗室下在功率为1W的980nm激光器的照射下有最大输出功率0.007μW。本实验所组装的光伏电池作为实物模型证明了所设计的纤维状光伏电池在原理上具有可行性,显示出其在生物电源领域广阔的应用前景。由于其光电转换效率较低,在后续的工作中可系统化地完善从衬底到各层薄膜的制备技术,提高光伏电池的效率以及各项性能,满足其实际应用价值。
【作者】宋琳琳;
【导师】陈志钢;曾绍忠;
【作者基本信息】东华大学,材料工程(专业学位),2014,硕士
【关键词】上转换发光;近红外响应;纤维状光伏电池;染料敏化太阳能电池;

【参考文献】
[1]杨琛.人体液中甲磺酸培氟沙星的荧光定量分析二阶校正方法研究[D].中南民族大学,药物化学,2013,硕士.
[2]朱清.高职院校“双师素质”教师培养体系研究[D].华东理工大学,公共管理(专业学位),2014,硕士.
[3]陈少华.员工关系、信任对团队学习的作用机制研究[D].大连理工大学,企业管理,2013,硕士.
[4]刘雅琼.并联型有源电力滤波器的控制系统研究[D].东北大学,电工理论与新技术,2010,硕士.
[5]谢美蓉.论张洁小说的女性形象与女性意识[D].江西师范大学,中国现当代文学,2004,硕士.
[6]李芳.以磁珠为载体的电化学免疫传感器[D].华中科技大学,2012.
[7]牛传玲.《红楼梦》中的“红”隐喻及其英译策略研究[D].吉林大学,英语语言文学,2014,硕士.
[8]张基昌.新型冠脉可降解支架材料PLGA,PLGA-PEG与兔血管平滑肌细胞相容性的研究[D].吉林大学,临床医学,2004,硕士.
[9]韩涛.矿渣粉粒度分布特征及其对水泥强度的影响[D].西安建筑科技大学,材料学,2004,硕士.
[10]李辉.基于桩锚技术的基坑近接既有地铁盾构隧道施工安全影响研究[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2014,硕士.
[11]侯文倩.小麦赤霉病抗病相关基因的分离鉴定及BSMV-VIGS功能验证[D].山东农业大学,作物遗传育种,2014,博士.
[12]刘丽佳.铜藻多糖分离纯化及其抗氧化、免疫调节活性研究[D].浙江海洋学院,食品加工与安全(专业学位),2014,硕士.
[13]高立琴.任务驱动法在初中信息技术教学中的应用研究[D].曲阜师范大学,教育(专业学位),2013,硕士.
[14]窦庆和,苏永洪,刘宝成,韩希娟.低成本炉料结构运行技术的研究[J].河南冶金.2004(06)
[15]缪燕辉.浙江中小企业国际化和经营绩效的关系研究[D].杭州电子科技大学,国际贸易学,2013,硕士.
[16]张明武,杨波,王春枝,TsuyoshiTakagi.隐私保护的推理机策略加密及应用[J].计算机学报,2014,:.
[17]杨建军,王伟,王小刚.基于状态空间的稳定广义预测控制器[J].控制与决策,1998,S1:91-94+99.
[18]邓来君.麦特公司员工职业生涯管理案例研究[D].大连理工大学,工商管理(专业学位),2012,硕士.
[19]余河郾.南宋川陕地区乡兵问题研究[D].西北大学,中国史,2014,硕士.
[20]朱绍文,赵培,朱秋云.基于pSPADE并行挖掘序列算法的研究[A].中国自动化学会智能自动化专业委员会.2003年中国智能自动化会议论文集(下册)[C].中国自动化学会智能自动化专业委员会:,2003:4.
[21]杨善丽.新型电化学传感器的构建及其在环境检测中的应用[D].湖南大学,化学工程与技术,2014,博士.
[22]周延庆.不同来源肠道沙门菌分离株流行病学分析及肠炎沙门菌macAB外排泵系统功能初步研究[D].扬州大学,预防兽医学,2011,硕士.
[23]郑小虎.自动砌块砖机电控系统的研究[D].辽宁工程技术大学,电力电子与电力传动,2012,硕士.
[24]关爽.现代装置艺术形式美感研究[D].哈尔滨理工大学,设计艺术学,2012,硕士.
[25]尹岩.基于意象图式的语义理解模型研究[D].南京农业大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[26]刘青青.我国金融机构破产法律问题研究[D].吉林财经大学,民商法学,2014,硕士.
[27]刘冬冬.针对中级外国学生的《论语》思想文化教材编写设计[D].厦门大学,汉语国际教育,2014,硕士.
[28]王明庆.高校后勤管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程(专业学位),2012,硕士.
[29]张子扬.基于Colleen Ward双维度模型的西非商人在穗文化适应问题研究[D].广东外语外贸大学,商务英语研究,2013,硕士.
[30]于秀芬.轮式移动机器人视觉定位与目标跟踪研究[D].南京航空航天大学,导航、制导与控制,2004,硕士.
[31]刘亮亮.全氟化碳对热烟雾吸入性肺损伤大鼠肺氧化应激保护作用实验研究[D].新乡医学院,内科学,2012,硕士.
[32]柴剑峰.国家级高新技术产业开发区二次创业研究[D].西南交通大学,2004.
[33]吕瑞红.基于LabVIEW的甲烷浓度监测系统的研究与设计[D].吉林大学,电路与系统,2014,硕士.
[34]谢圣伟.S化工公司安全生产中的管理隐患控制研究[D].苏州大学,工商管理(专业学位),2014,硕士.
[35]孙建辉.新课程改革背景下中学教师合作探究[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[36]黄超.分子探针~(99m)Tc-3PRGD_2在类风湿性关节炎诊断中的实验研究[D].福建医科大学,影像医学与核医学,2014,硕士.
[37]贺晓林.dBASE-Ⅲ数据库表格转换的一种处理方法[J].冶金自动化,1989,06:54-56.
[38]徐妇女.汉日主语省略现象比较[D].福建师范大学,日语语言文学,2012,硕士.
[39]李云峰.产业化媒介:存在、运行与发展[D].吉林大学,新闻传播学,2004,硕士.
[40]武征鹏,张学工.弹性多核学习(英文)[J].自动化学报,2011,06:693-699.
[41]贾方涛.多片湿式离合器冷却系统温度特性的仿真研究[D].吉林大学,车辆工程,2014,硕士.
[42]赵静.水葫芦内生菌的分离纯化及其代谢产物的初步研究[D].青岛理工大学,环境工程,2013,硕士.
[43]裴东芳.蜂窝状改性聚酯纤维染色性能的研究[D].河北科技大学,纺织化学与染整工程,2012,硕士.
[44]李赫.变电站高压开关柜温度监测系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[45]李菁文.志愿者活动对大学生思想道德素质作用研究[D].杭州电子科技大学,思想政治教育,2011,硕士.
[46]孙善星.大跨度索穹顶结构施工过程模拟分析[D].西安建筑科技大学,结构工程,2013,硕士.
[47]李虎.煤矸石山自燃倾向性监测的应用研究[D].辽宁工程技术大学,检测技术与自动化装置,2012,硕士.
[48]徐姗姗.水分管理方式及土壤酸化对寒地稻田土壤钾的影响[D].东北农业大学,农业推广(专业学位),2013,硕士.
[49]项瑜.耳穴叠加得肤宝治疗寻常型银屑病疗效观察及机制探讨[D].广州中医药大学,中医外科学,2014,博士.
[50]徐倩.初级阶段重要语法点课堂教学设计[D].广东外语外贸大学,汉语国际教育,2013,硕士.

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