碳材料在钙钛矿太阳能电池中的应用

摘要:钙钛矿太阳能电池具有材料成本低廉、生产工艺简单、光电转换效率高等优点,发展前景十分光明。碳材料因其价格低廉、高导电性、疏水性和化学稳定性等特点,被应用在钙钛矿太阳能电池的各个组成部分,用于提高电池性能和降低成本。本文根据应用在钙钛矿太阳能电池中的碳材料的维数进行分类,分别介绍了零维的C60、碳量子点和石墨烯量子点,一维的碳纳米管,二维的石墨烯及其衍生物、石墨炔和三维的石墨等在钙钛矿太阳能电池中的应用,对于将来实现钙钛矿太阳能电池的低成本商业化和大规模制造具有重要意义。

集成光伏转换与储能功能的光超级电容器研究进展

摘要:光超级电容器是一种将光伏转换装置与超级电容器相结合的集能源收集与存储于一体的设备,其双重功能使其在未来柔性可穿戴以及便携式设备上的应用具有巨大潜力。介绍了基于第三代太阳能电池的各类光超级电容器的发展历史和近几年来的相关代表性研究成果。阐述了构建性能更佳的光超级电容器所面临的问题和挑战, 并给出了相应的措施及建议。最后对该领域未来的研究方向和机遇进行了展望。

锂离子电池快充电解液设计策略

摘要:近年来,以石油为主要动力源的交通运输带来了环境污染和化石能源枯竭等负面问题,为了实现交通运输电气化,以锂离子电池为动力的电动汽车成为了焦点。现如今电动汽车技术在续航里程、安全和成本等方面都取得了长足的进步,但由于电动汽车的补能时间远长于内燃机汽车加油时间,因此备受消费者的诉病。为了增加市场渗透率,电动汽车需在5~10min内充满80%的电量,相应于5C以上的充电倍率,这被称为极速快充技术(XFC)。电解液作为正负极之间离子输运的通路,对锂离子电池的快充性能有着举足轻重的影响,优化电解液是实现高能量密度锂离子电池快速充电的重要方法之一。综述了新型快充电解液研究的最新进展,从促进锂离子在电解液中的快速迁移、降低锂离子去溶剂化能垒和设计高性能固体电解质界面的角度进行了评述,并对能提高快速充电能力的电解液进行了总结和展望。

核电压力容器用钢板发展和宝钢的研制现状

摘要:简要介绍了核电技术发展历程,根据核电站安全设计要求和与常规产品性能要求比对论述了核电用金属材料的要求,以AP1000机组为例重点介绍了核电压力容器所需钢板要求和宝钢开发的核安全壳、稳压器、安注箱用碳钢和不锈钢板产品研制现状和工程应用情况。

单晶钙钛矿太阳能电池研究进展

摘要:单晶半导体(如硅、锗和砷化镓)在太阳能电池领域展现的光电转换效率要普遍优于多晶薄膜。然而,基于ABX3 新型有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿材料构建的第三代太阳能电池中,其>26% 的最高认证效率是基于多晶薄膜实现的。目前,单晶钙钛矿太阳能电池最高效率约为24%,且相关研究较少。多晶钙钛矿薄膜存在着高密度的固有结构缺陷(如晶界、空位缺陷、杂质缺陷、反位缺陷等),会导致太阳能电池器件稳定性弱和严重迟滞效应等问题。相比之下,钙钛矿单晶具有无晶界、低缺陷密度、长载流子寿命和扩散距离等优势,这些特性使得钙钛矿单晶成为高性能光电子器件的理想优选材料。本综述简述钙钛矿单晶太阳能电池的基本器件结构,系统综述不同组分构成的钙钛矿单晶材料的优势/劣势,同时探讨不同单晶钙钛矿材料的制备/生长方法,细致分析其最新的研究进展和关键攻关方向,重点强调单晶钙钛矿材料组分、器件结构、生长工艺与器件性能之间的关系。希望本综述能为促进研究人员开发高效与高稳定钙钛矿单晶太阳能电池提供借鉴。

石油焦锂离子电池负极材料电化学性能研究

摘要:负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素,人造石墨是重要的锂离子电池负极材料。石油焦的热膨胀系数低,空隙度低,灰分、硫、金属元素含量低,导电率高,易石墨化。此次研究选择3 种普通石油焦,并通过石墨化制备人造石墨。对3种石油焦原样和石墨化样品进行分析表征,比较其各种性能,研究石油焦石墨化后的变化,并通过电化学分析验证石油焦石墨化后其性能是否达到商用锂电池负极材料水平。实验结果表明:在2750 ℃石墨化处理后,相较于原石油焦样品,3种石墨化样品结构重排,拥有更明显的规整层状结构;含碳量提升,其他例如氢、氧等杂元素和金属元素含量下降;均显现出较低的电极电位和稳定的充放电平台,首次库伦效率分别为85.00%、78.20%、82.96%。经过150次循环后,比容量分别保持在273.00、259.00、226.20mA/g,库伦效率接近100%,是锂离子电池负极材料的潜在前驱体。

全固态锂电池的电极制备与组装方法

摘要:全固态锂电池由于具有安全性高、循环寿命长、能量密度高等特点,在化学电源领域具有非常好的应用前景。因全固态锂电池是一种使用固体电极材料和固体电解质材料,不含任何液体的锂电池,所以全固态锂电池的电极制备以及组装与现有液态锂电池的方法存在较大差异。本文详细综述了典型的几类全固态锂电池的电极制备与组装方法及相应的性能特征,分别针对氧化物、硫化物以及聚合物固体电解质体系,归纳分析其结构、正极制备方法、负极修饰方法以及电池组装方式,并在最后对全固态锂电池的实验室开发组装方式给出了建议,为全固态电池研究的同行们提供借鉴和参考。

全钒液流电池关键技术进展与发展趋势

摘 要:能源自古以来就是社会赖以生存、发展的基础,面对全球化石资源消耗所引起的自然环境和天气恶化,全世界开展了低碳战略部署,着力推动可再生绿色能源的持续利用。全钒液流电池储能系统可以解决绿色能源(风能、水能和太阳能等)波动性强、不连续和受环境、天气限制的难题。

碱金属离子电池非晶正极材料的研究进展

摘要:为了满足当今社会对碱金属离子电池日益增长的能量密度、使用寿命和安全性的要求,需要开发具有高可逆容量、长循环稳定和高安全性能的正极材料。短程网络的非晶正极材料因其丰富的离子储存位点和高度各向同性的离子传输通道而表现出高容量和快速的反应动力学,近年来备受关注,为电化学储能开辟了新方向。本文重点关注碱金属离子电池中非晶正极材料的最新研究进展,综述其特点、合成策略和表征手段,以及在储能领域的重要应用。最后,提出了非晶正极材料在电化学储能领域面临的挑战,并对未来研究方向进行了展望。

电沉积CIGS太阳能电池吸收层的研究现状、问题及发展趋势

摘要:介绍了包括多步法、顺序沉积法以及一步法在内的几种用于制备太阳能电池的CuIn1−xGaxSe2(CIGS)吸收薄膜的电化学沉积技术,特别是基于水溶液体系、有机溶液体系下电化学沉积的研究进展,较为详尽地介绍了离子液体体系下电沉积CIGS前驱体膜的研究现状,并对其发展趋势进行了展望。