二茂铁修饰碳电极应用于钙钛矿太阳能电池的研究

二茂铁是一种具有良好氧化还原能力的金属有机化合物.近几年,二茂铁及其衍生物的光伏性能受到了极大的关注.本文将二茂铁引入钙钛矿太阳能电池,并成功组装了钙钛矿太阳能电池FTO/bl-TiO_2/mp-TiO_2/CH_3NH_3PbI_3/spiroOMeTAD/C/二茂铁(FC).二茂铁的HOMO能级(-4.8 eV)和碳电极的能级(-5.0 eV)与空穴传输相匹配.二茂铁层是将10 mg mL-1二茂铁氯苯溶液通过旋涂成膜制成,并覆盖在碳电极上.钙钛矿太阳能电池的能量转换效率由5.8%提升到6.2%.     

12烷基硫醇自组装膜膜电阻与过电位的关系

应用交流阻抗技术研究了12烷基硫醇自组装膜（SAM）修饰金电极在2mmol/L Fe(CN)6^3-/Fe(CN)6^4-溶液中的电化学行为。无“针孔”缺陷的SAM修饰电极对溶液中电对的电子转移具有良好的阻碍作用，在所测定的外加直流电位下，12烷基硫醇自组装膜修饰金电极在Fe(CN)6^3-/Fe(CN)6^4-溶液中的电化学交流阻抗谱均表现为半圆形式。指出了自组装膜修饰电极在Fe(CN)6^3-/Fe(CN)6^4-溶液中的行为实质上主要反映了膜自身的电阻特征，发现表观电阻ln(1/R2)与η^1/2之间具有良好的线性关系，应用有机超薄绝缘膜的Poole-Frenkel效应对此进行了解释。     

金属极化行为影响因素的研究

通过测定铁和碳钢电极在不同的电解质溶液、碳钢电极在不同浓度和温度的(NH4)2CO3溶液中的极化曲线来研究电极材料、电解质溶液的种类、(NH4)2CO3溶液的浓度以及温度等因素对金属钝化行为的影响.     

不同电解质对海藻酸钠水溶液流变性能的影响

利用旋转流变仪研究氯化钠(NaCl),氯化钾(KCl)和碳酸钠(Na2CO3)3种电解质对海藻酸钠溶液流变行为的影响。研究结果表明:溶液中电解质浓度为0～0.5mol/L时的粘弹性能变化不大。随着电解质浓度的增加3种电解质对海藻酸钠溶液的流变性能影响不同:NaCl和KCl对溶液的流变性能影响比Na2CO3要明显,NaCl对海藻酸钠溶液流变性能影响的响应最快,当溶液中NaCl摩尔浓度在0.9mol/L以下时,随着NaCl浓度的增加溶液的粘度和模量增大,当NaCl浓度为1.1mol/L时溶液的粘度迅速减小。在实验的浓度范围内随着KCl浓度的增加溶液的粘度和模量不断增加且最终形成的凝胶强度最大。Na2CO3对体系流变性能影响较弱,不能形成凝胶。     

三维TiO2纳米材料的制备及其光电性能的研究

采用溶剂热法,在环己烷-水体系中通过控制温度,在环己烷-水的液-液界面获得了由一维纳米棒组装而成的3种不同形貌的三维（3D）TiO2纳米材料,并对其组装的染料敏化太阳能电池（DSSC）的光电性能进行了分析。研究结果表明,温度对3DTiO2纳米材料的形貌有很大的影响,在60℃时,一维（1D）纳米棒只是组装成简单的3D球状结构;当温度升高至90℃和120℃时,形貌发生了明显的变化,球状结构转变为花状结构;当温度升高至150℃时,获得了海胆型形貌。由于形貌和粒径的影响,3DTiO2纳米材料对光的吸收能力以及比表面积均有明显地变化,从而导致其组装的DSSC的总光电转换效率差异很大,3D海胆型TiO2纳米材料组装的DSSC的总光电转换效率最大。     

含咪唑烷基硫醇自组装膜界面铜离子配位研究

合成了6-(咪唑-2-基)-1-己硫醇(IHT),在金电极表面形成纯的自组装膜及其与1-己硫醇(HT)的混合自组装膜,并将这些自组装膜在溶液中与铜离子进行界面配位.应用电化学循环伏安法和交流阻抗谱法探讨了各种自组装膜修饰电极界面配位铜离子的电化学行为.实验结果表明,IHT与HT以1∶4比例进行界面组装得到的混合自组装单分子层最致密,自组装膜的铜离子界面配位浓度最高达到2.3×10-11mol/cm2.界面形成的IHT-Cu2+配合物在不同的pH值溶液中测量结果表明该配合物在pH 6.4时是可以稳定存在的.     

低廉碳对电极DSC用KI/I2电解质改性及光电性能

通过采用不同类型添加剂和溶剂对低廉的KI/I2电解质进行改性,分析了将其应用于介孔碳对电极染料敏化太阳电池（DSC）的光电性能,同时借助电化学阻抗谱（EIS）分析了性能改进的内在原因。结果表明,相对于丙烯碳酸酯（PC）和碳酸乙烯酯（EC）,磷酸三丁酯作为KI/I2电解质的添加剂获得了最佳转换效率的器件（4.05%）,其值比PC为添加剂的电解质大11.6%,更比EC为添加剂的电解质大18.4%。添加磷酸三丁酯减小了电解质的电阻,加强了I-/I3-在电解质中扩散能力,实现短路电流和填充因子的改善,进而使其获得最高效率的器件。改性后,基于KI/I2供体对的电解质的最佳成分配比为：0.5M KI、0.05M I2、0.5M磷酸三丁酯的乙腈和乙二醇溶液（体积比为4：1）,其组装的器件的转换效率已高于LiI/I2电解质（3.51%）。     

金属酞菁配合物在MPc-GaAs半导体电极上的光伏效应

在光电化学电池(PEC)中分别测定了6种典型的金属酞菁配合物(MPc)在GaAs单晶电极上所形成的异质结的光伏效应,并研究了不同介质电对及介质溶液的酸碱性对光伏效应的影响,结果表明:O_2/H_2O(KCl溶液)及l_2/l~-_3是两种较好的电池介质电对;介质溶液酸碱性的改变对金属酞菁配合物的光伏效应有较大的影响;6种金属酞菁配合物中ZnPc、MgPc具有较好的光伏效应。     

HgI_2-Ag_2S-As_2S_3硫系玻璃离子选择电极

研究了适合作为离子选择电极的HgI_2-Ag_2S-As_2S_3和HgS-Ag_2S-As_2S_3系统的玻璃形成区。通过对这些玻璃性质与结构分析,发现xHgI_2·(100-x)(0.5Ag_2S·0.5As_2S_3]系列玻璃是很好的传感膜材料。采用该系列玻璃制成了对Ag~+离子10~(-6)～10~(-1)mol/L浓度范围具有能斯特响应斜率60mV/mol·L~(-1)和对Hg~(2+)离子10~(-6)～10~(-1)mol/L浓度具有能斯特斜率30mV/mol·L~(-1)的电极。这些电极具有优良的电化学性能。结合非晶态固体电解质的离子迁移模型,提出了这类硫系玻璃屯极的响应机理。     

纳米复合Li2SO4质子传导膜H2S中温燃料电池

开发了一种制备纳米复合Li_2SO_4质子传导电解质和膜电极组装(MEA)的工艺.与传统的丝网涂布工艺不同,新的制备工艺是将阳极、阴极催化剂与纳米复合电解质同时一次压制成MEA.这就使得MEA的设计具有某些结构上的特点,由于膜厚减少和电极与电解质之间的接触良好,可以降低电解质与电极之间的欧姆电阻,提高其机械和导电性能,增加膜的质子传导性以及改善电池的性能.用电子扫描电镜(SEM)和电化学阻抗分析技术对电解质薄膜进行了表征,结果表明,纳米复合材料改善了MEA的总体性能.由于膜的致密性和不透气性,不会发生气体穿透过膜的现象.MEA在H_2S环境中很稳定.电池结构为H_2S,(MoS_2/NiS Ag 电解质量 淀粉) /Li_2SO_4 Al_2O_3/(NiO Ag 电解质量 淀粉),空气、MEA厚为0.8mm、电解质组成为65% Li_2SO_4 35% Al_2O_3的单电池在680℃时产生最大功率密度为130mW/cm~2,相应的电流密度为200mW/cm~2.