华南理工大学光伏新材料与技术

  发布时间: 2020年04月30日 22:06:12   作者: 广丰能源网

科研团队  
研究方向  
光伏新材料与技术  
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制氢与氢利用技术  
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研究成果  

 
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华南理工大学光伏新材料与技术

光伏新材料与技术
 

太阳能取之不尽用之不竭,是真正意义上的绿色、洁净能源。薄膜太阳电池不但可以构建大规模的发电站,还可以作为便携式电源应用于各种移动设备上,具有广泛的应用前景。薄膜太阳电池具有质轻、柔性、材料丰富易得、器件性能易控等优点,可通过旋涂、卷对卷印刷、喷墨打印等技术实现高效、大规模生产。同时,光解水制氢及模拟植物光合作用制备碳氢/碳水化合物技术是实现氢碳能源载体循环利用的新型有效方式。在此方向将以下研究内容:

1)染料敏化太阳电池: 染料敏化纳米晶太阳电池的基本结构主要由透明导电基片(FTO ITO glass)、多孔纳米晶二氧化钛薄膜(mesosopic TiO2 membrane)、染料敏化剂(dye)、电解质(liquid or solid electrolyte)和对电极(counter electrode)组成。染料敏化太阳能电池的研究主要集中在电池的这几个组成部分上,通过对染料敏化太阳能电池的各功能组成部分的性能进行改善,以提高整体电池的效率及稳定性。

1TiO2薄膜光电极材料及新型宽禁带半导体光电极(如ZnO)材料制备技术,如高结晶性能、高比表面积的TiO2等薄膜光电极的低温生长机理、多形态可控制备机理等;建立掺杂TiO2等功能薄膜的常压MOCVD和热CVD大面积制备技术,为研发新型高效太阳能电池提供材料设计思想,关键制备技术与基础理论基础;薄膜光电极与染料分子的能带匹配以及与太阳光谱的配合设计;光生载流子的分离和传输机制;以及光生载流子在有机/无机材料界面上的复合、散射等问题的研究;以期进一步提高光电转换效率,拓宽应用范围。

2深入理解微观尺度界面电荷转移和传输为基础,来进行更合理的敏化剂设计、更高电子输运能力的纳米晶薄膜制备和更高性能的电解质开发,从而探索该器件是否可以实现更高的功率转化效率;重点探索新的器件设计理念和先进的软物质电荷转移和输运体系及其相关的基本物理化学问题,最终研究目标是逐步发展具有自主知识产权的低价长寿高效光伏电池技术等。

2)高效有机/聚合物太阳电池材料与器件的研究:

有机聚合物太阳电池具有全固态的光敏层,其器件结构、制备、封装工艺都相对简单。目前,单结电池器件转换效率已经超过8%。共轭有机、高分子材料具有功能化基团与分子结构的可调性,未来全波段太阳光吸收材料的创制以及叠层器件制备工艺的成熟会使器件的转换效率超过20%,应用前景广阔。目前,主要紧密围绕有机/聚合物光伏基本科学问题,在新型有机/聚合物光伏材料体系、有机光伏物理机制、高效率器件等基础层面实现原始创新,并在此基础上实现技术集成,研究有机/聚合物太阳电池的大面积制备技术,推动相关学科的发展,为相关产业的可持续发展奠定坚实的理论和技术基础,满足国家在新能源、新材料等方面的战略需求,使我国在未来国际太阳能技术领域的竞争中占有重要地位。
  

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