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【項(xiàng)目精選】314期：新能源材料技術(shù)項(xiàng)目推薦

2023-03-03 17:17 作者:科小易技術(shù)轉(zhuǎn)移 0人讀過(guò) | 我要投稿

項(xiàng)目一：稀土摻雜鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池材料研究

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

本課題圍繞光伏技術(shù)開(kāi)發(fā)的效率、成本、穩(wěn)定、環(huán)境友好等基本要求，以摻雜稀土鈣鈦礦太陽(yáng)電池的材料設(shè)計(jì)和可控制備為基礎(chǔ)，通過(guò)材料設(shè)計(jì)、合成制備、結(jié)構(gòu)表征和效能評(píng)價(jià)，闡明鈣鈦礦電池吸光材料、載流子傳輸材料及電極材料的能級(jí)匹配、界面匹配和結(jié)構(gòu)匹配規(guī)律，考察稀土離子的P型N型摻雜效應(yīng)和上下轉(zhuǎn)換發(fā)光模式，厘清鈣鈦礦太陽(yáng)電池載流子產(chǎn)生、傳輸、收集、湮滅過(guò)程的演化機(jī)理和調(diào)控機(jī)制，揭示鈣鈦礦太陽(yáng)電池的微觀材料結(jié)構(gòu)與宏觀光伏性能之間關(guān)系，解決關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，提供成本低、穩(wěn)定性高、環(huán)境友好的鈣鈦礦型太陽(yáng)電池，獲得達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的創(chuàng)新性成果，提升海峽兩岸在相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)自主創(chuàng)新能力。

項(xiàng)目二、新型有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研發(fā)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

作為最新第三代太陽(yáng)能電池代表有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具有能量轉(zhuǎn)換效率高和成本低的優(yōu)點(diǎn)，自2009年首次應(yīng)用在光伏器件中以來(lái)，僅光電轉(zhuǎn)化效率已迅速飆升超過(guò)22%，具有廣闊的商業(yè)應(yīng)用前景。

課題組在2015年來(lái)開(kāi)展相關(guān)鈣鈦礦電池的工作，從電池的界面匹配、能級(jí)匹配和結(jié)構(gòu)匹配規(guī)律方面進(jìn)行研究，合成出電池高效電子傳輸層，制備出光電轉(zhuǎn)換效率超過(guò)19%的器件；對(duì)鈣鈦礦不穩(wěn)定因素研究，制備出空氣中高效穩(wěn)定的器件和通過(guò)溶劑浴以及真空輔助的制備方法制備出大面積高質(zhì)量的鈣鈦礦電池薄膜等，研究成果得到行業(yè)內(nèi)高度認(rèn)可。

本項(xiàng)目研究成果的成本較低，作為新一代太陽(yáng)能電池，將有可能替代目前市面上硅基板的太陽(yáng)能電池，市場(chǎng)前景廣闊。

項(xiàng)目三、新型太陽(yáng)能電池研究

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

項(xiàng)目研發(fā)內(nèi)容包括：（1）研制新型電解質(zhì)方面，提出熱塑性、熱固性和吡啶環(huán)固態(tài)電解質(zhì)新概念，發(fā)表新型電解質(zhì)用于染料敏化太陽(yáng)電池的論文數(shù)居世界第一位；（2）開(kāi)展新型聚合物對(duì)電極研究，提高電池光電轉(zhuǎn)化效率，降低器件成本，2008年發(fā)表在J Power Sources和ElectrochemCommun兩篇論文分別被兩雜志列為2008年至今引用率最高的25篇熱門(mén)論文之一；（3）首先提出摻雜稀土用于染料敏化太陽(yáng)電池的光陽(yáng)極，通過(guò)轉(zhuǎn)換發(fā)光和p型摻雜效益，提高電池的光電流、光電壓和光電轉(zhuǎn)換效率，得到國(guó)際同行的贊賞；（4）在電解質(zhì)中摻入氧化還原介質(zhì)，利用氧還介質(zhì)的贗電容法拉第效益，開(kāi)發(fā)高比電容、高能量密度和功率密度的超級(jí)電容器；（5）首先開(kāi)發(fā)紫外光響應(yīng)的無(wú)機(jī)有機(jī)異質(zhì)結(jié)雜化太陽(yáng)能電池；（6）首先開(kāi)發(fā)全鈦基背投式大面積柔性染料敏化太陽(yáng)電池；

項(xiàng)目四、染料敏化二氧化鈦納米晶薄膜太陽(yáng)能電池的應(yīng)用基礎(chǔ)研究

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

研發(fā)染料敏化二氧化鈦納米晶薄膜太陽(yáng)能電池，獲國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金促進(jìn)海峽兩岸科技合作聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃項(xiàng)目的支持，近期課題組開(kāi)發(fā)了FTO/TiO2/P3HT/Pt雜化電池，這是世界上首個(gè)紫外光響應(yīng)的太陽(yáng)電池.

項(xiàng)目五、基于新型凝膠電解質(zhì)的準(zhǔn)固態(tài)染料敏化太陽(yáng)能電池研究

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

染料敏化太陽(yáng)電池是太陽(yáng)能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。針對(duì)液體電解質(zhì)長(zhǎng)程穩(wěn)定性不好，固體電解質(zhì)電導(dǎo)率低、界面親和性差等染料敏化太陽(yáng)能電池研究開(kāi)發(fā)中的關(guān)鍵問(wèn)題，本課題提出以超吸水性材料為基，吸附液體電解質(zhì)，構(gòu)建熱塑性熱固性凝膠電解質(zhì)的新思路。

利用超吸水材料的吸液能力和凝膠穩(wěn)定性，研制了近20種電導(dǎo)率高、穩(wěn)定性好的新型凝膠電解質(zhì)，為染料敏化太陽(yáng)能電池、超級(jí)電容器等光電化學(xué)器件提供了關(guān)鍵材料，具有重要科學(xué)意義和良好應(yīng)用前景。

項(xiàng)目六、摻雜稀土轉(zhuǎn)換發(fā)光晶態(tài)材料的可控制備及在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

染料敏化太陽(yáng)電池是太陽(yáng)能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。摻雜稀土材料應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)電池是一項(xiàng)全新的探索。本項(xiàng)目通過(guò)稀土離子轉(zhuǎn)換發(fā)光，拓展電池的吸收波段至紫外紅外波段；通過(guò)稀土離子摻雜效應(yīng)，提升光陽(yáng)極的費(fèi)米能級(jí)，從而提高電池的光電轉(zhuǎn)化效率。這一具有重要意義的探索目前尚不多見(jiàn)。

項(xiàng)目采用溶膠-凝膠、水熱法，制備了摻雜稀土光陽(yáng)極；通過(guò)激發(fā)-發(fā)射譜和Mott-Schottky光電譜，證實(shí)了摻雜稀土光陽(yáng)極中轉(zhuǎn)換發(fā)光和p-型摻雜效應(yīng)；實(shí)現(xiàn)了染料敏化太陽(yáng)電池光電效率的顯著提升，提高幅度達(dá)到35%。我們研制包括單摻、多摻、上轉(zhuǎn)換、下轉(zhuǎn)換、氟化物、氧化物等系列。