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一种用于高电压（5V）锂离子电池的电解液
项目成果/简介:锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度，所以需要有些正极材料在高电压(4V 以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反应，而在这样高的电压下，现有的有机电解液体系不能满足要求。另外，锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作的要求。目前的电解液体系是把 LiPF6为电解质盐溶解于以环状碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲 酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中，不能满足锂离子动力电池的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上，进行了高电压新电解液体系的研究，可行的解决途径包括优化有机电解液体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。 该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性，减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解，并可以在正负极表面形成稳定的 SEI 膜，使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高；而且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产，应用前景广阔。
南开大学
2021-04-11
面向应用的高效有机太阳能电池关键材料与器件制备研究
作为一种新的太阳能电池电池技术，有机太阳能电池具有低成本、柔性、半透明、可大面积溶液印刷等优点；在应用方面，可与当前基于硅等的无机太阳能电池形成优势互补。特别指出的是，与钙钛矿太阳能电池相比，有机太阳能电池还具有环境友好的优点，在使用过程中以及使用后处理方面不会产生重金属污染，其所使用的少量有机材料都是可降解的有机染料类化合物。效率、成本和稳定性是所以太阳能电池能否应用的关键要素。有机太阳能的效率目前和其它最好的太阳能电池之间的差距正在迅速缩小，目前我们实验室已经获得超过 1515%的效率，是有机太阳能电池领域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大优势，有机材料分子结构多样性，成本低廉；寿命方面，因成本低廉，产业界对有机太阳能电池寿命的要求不如无机太阳能电池，10 年左右的寿命可以完全满足商业化应用，已有研究表明，OPV 寿命达到 5-7 年没有问题，随着研究深入，提高的 10 年以上会很快实现。 本项目围绕有机太阳能电池的关键材料开展系统研究，1）提出了新的材料设计理念，发展了系列具有独立自主知识产权的活性层材料；2）发展了成熟的高效率有机太阳能电池制备工艺技术，制备了系列高效率有机太阳能电池光伏器件，不断刷新领域内最高太阳能电池光电转化效率；3）制备了低成本、可溶液印刷柔性的透明电极，应用于有机太阳能电池，获得了与目前常规透明电极，如 ITO，完全相当性能。
南开大学
2021-02-01
在反式钙钛矿太阳能电池研究中的突破性成果
钙钛矿太阳能电池分为正式（n-i-p）和反式（p-i-n）两种器件结构。相比于正式器件，反式结构器件因制备工艺更加简单、可低温成膜、无明显回滞效应、适合与传统太阳能电池（硅基电池、铜铟镓硒等）结合制备叠层器件等优点，受到越来越多的关注。但是，反式结构器件也存在一些显著不足，例如，开路电压与理论值差距较大、光电转换效率相对偏低，这主要是由于器件中存在大量的缺陷所导致。这些缺陷主要存在于钙钛矿活性层中、钙钛矿活性层与电荷收集层界面处，造成了光生载流子的非辐射复合，进而致使能量损失严重，最终限制了开路电压的提升和光电转换效率的改善，制约了该类结构器件的发展。针对反式结构钙钛矿太阳能电池在光电转换效率上存在的瓶颈，朱瑞研究员、龚旗煌院士与合作者展开研究，首次提出了“胍盐辅助二次生长”方法，开创性地实现了钙钛矿薄膜半导体特性的调控，显著降低了器件中非辐射复合的能量损失，在提升器件开路电压方面取得了突破，首次在反式结构器件中获得了超过1.21 V的高开路电压（材料带隙宽度~1.6 eV）。同时，在不损失光电流和填充因子等性能参数的情况下，显著提高了反式结构钙钛矿电池的光电转换效率——实验室最高效率达到21.51％。经中国计量科学研究院认证，器件的光电转换效率也高达20.90%，这是目前反式结构钙钛矿太阳能电池器件效率的最高记录。该结果为提升反式钙钛矿太阳能电池器件效率、推进该类新型光伏器件的应用化发展提供了新思路。这种制备技术也有望进一步拓展到钙钛矿叠层太阳能电池以及钙钛矿发光器件中，具有潜在的应用前景和商业价值。
北京大学
2021-04-11
基于醋酸铅前驱体的高效率钙钛矿太阳能电池
近年来，随着环境和能源问题的日益加剧，太阳能以其清洁、可再生的优势引起了科研界和产业界的广泛关注。其中，钙钛矿太阳能电池作为下一代光伏中的新宠，具有易制备、低成本和高效率等特点。短短几年之内发展迅猛，目前最高认证光电转换效率已达22.1%。一般来说，制备钙钛矿活性层最为常见的铅源材料是卤化铅。最近有研究表明，醋酸铅作为较具潜力的传统卤化铅的替代物，价格更为低廉。无需复杂的反溶剂法，只需短暂低温退火即可得到超平整致密的钙钛矿薄膜。这样简单的制备工艺显示出了它的优越性。然而迄今为止，基于醋酸铅前驱体的钙钛矿太阳能电池相比较于其它已经报道的基于传统卤化铅前驱体的平面结钙钛矿太阳能电池在转换效率方面稍显不足。
北京大学
2021-04-11
一种基于 dSPACE 的固体氧化物燃料电池热电特性模拟系统
本发明公开了一种基于 dSPACE 的固体氧化物燃料电池热电特性模拟系统，包括仿真单元、仿真控制单元、传感器测量单元。仿真单元包括 PC 和 dSPACE 及接口板。仿真控制单元包括电压可调电源、电堆热模拟系统以及负载。传感器测量单元包括电压测量模块、电流测量模块、K 型热电偶以及 PLC。其中电压可调电源输入是 220V 交流市电，输出为 0-30V 可调，电堆热模拟系统通过均匀分布在电池片上的电热丝来模拟输入氢气
华中科技大学
2021-04-14
一种固体氧化物燃料电池系统避免燃料亏空的控制方法
本发明公开一种固体氧化物燃料电池系统避免燃料亏空的控制方法，包括：在系统为跟踪外部负载实现功率上升切换的过程中，通过仿真分析，在设定不同延迟时间的条件下，获得相对应的最优功率上升速率，使得系统既满足快速负载跟踪能力，又不导致燃料亏空问题；基于模型预测控制设计了功率参考轨迹，并结合功率参考轨迹，使系统的功率输出值能够快速、平滑地跟踪到目标约束轨迹，实现SOFC 独立发电系统快速、安全负载跟踪的目标。本发明在系统功率
华中科技大学
2021-04-14
一种一体化卤素钙钛矿核电池及其制备方法
本发明公开了一种一体化卤素钙钛矿核电池及其制备方法，其 中该核电池包括一体化同位素—卤素钙钛矿层(4)，以及分别位于该一 体化同位素—卤素钙钛矿层(4)两侧的电子传输层(3)和空穴传输层(5)； 其中，所述一体化同位素—卤素钙钛矿层(4)是其内部分散有放射性同 位素的卤素钙钛矿材料层，所述放射性同位素与所述卤素钙钛矿材料 层之间为一体化设置。本发明通过对该核电池关键的光电效应材料及 其结构、组成等进行改进，将放射性同
华中科技大学
2021-04-14
燃料电池铂碳和铂基合金催化剂的批量化制备技术
本团队采用独特的从“0 到 1”的原创水相体系制备技术路线，实现铂载量从 30-60%不同系列铂碳催化剂的小规模批量制备。以典型的50%铂碳催化剂为例，催化剂粒径 2.5nm，均匀分布，BET 面 积 260m2/g，电化学活性面积 80 m2/g，初始质量活性 0.25 A/mg@0.9V；按照 DOE 测试标准，3 万圈循环，电化学活性面积衰减30%，质量活性衰减 35%。小规模量产的铂碳催化剂一致性偏差小于5%，且制备过程环保、成本低、性价比优良。以此铂碳催化剂制备的膜电极功率密度大于 1.1W/cm2@0.65V。 铂基合金催化剂包括铂镍碳和铂钴碳，催化剂中活性组分含量大于45%，平均粒径 3.6nm，BET面积305 m2/g，电化学活性面积 65 m2/g，初始质量活性 0.55 A/mg@0.9V；按照DOE测试标准，3万圈循环，电化学活性面积衰减30%，质量活性衰减30%。
华南理工大学
2023-05-08
一种碳对电极钙钛矿太阳能电池及其制备方法
本发明公开了一种碳对电极钙钛矿太阳能电池，该电池包括光 阳极、对电极和空穴传输层，对电极为碳布，该碳布依次经过 NiO 前 驱体混合溶液浸渍处理以及反应处理，从而使该碳布上均匀浓密的附 着由 NiO 纳米片构成的空穴传输层；所述碳布嵌入在光阳极中的 TiO2 多孔层内。还提供了制备碳对电极钙钛矿太阳能电池的方法，包括空穴传输层制备步骤，在前驱体混合溶液中对碳布执行浸渍处理，接着 执行反应处理，将粘附有所述前驱体混合溶液的碳布置入高压反应釜 中反应；然后取出碳布进行清洗和干燥；最后执行退火处理，获得附
华中科技大学
2021-04-14
一种硅太阳能电池正面银电极用银粉的制备方法
本发明公开了一种硅太阳能电池正面银电极用银粉的制备方法， 包括以下步骤：将硝酸银和柠檬酸溶于去离子水配制得到 A 溶液；将 瓜尔豆胶、抗坏血酸以及硝酸溶于去离子水中配制得到 B 溶液；在搅 拌的情况下，将 A 溶液逐渐滴加到 B 溶液，反应一段时间；静置，沉 淀得到银粉。本发明通过引入瓜尔豆胶为反应离子分散剂、柠檬酸为 粒子表面改性剂，在液相化学还原法下制备得到平均粒径 D50 为 1.0-3.0μm 的银粉，并兼顾
华中科技大学
2021-04-14