納米科學(xué)與技術(shù)：染料敏化太陽(yáng)電池簡(jiǎn)介，目錄書摘
2020-01-21 14:49
來(lái)源：京東
作者：京東
納米科學(xué)與技術(shù)：染料敏化太陽(yáng)電池
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編輯推薦: 《染料敏化太陽(yáng)電池》可供光伏電池、光電轉(zhuǎn)換器件以及相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的科研人員和工程技術(shù)人員參閱，也可供相關(guān)專業(yè)的高等院校高年級(jí)學(xué)生、研究生和教師參考使用。
內(nèi)容簡(jiǎn)介: 《染料敏化太陽(yáng)電池》從可再生能源及光伏太陽(yáng)電池應(yīng)用的角度出發(fā)，闡述染料敏化太陽(yáng)電池研發(fā)的必然性和重要性，介紹太陽(yáng)電池中光電轉(zhuǎn)換的基本原理和物理化學(xué)過(guò)程?；谌玖厦艋?yáng)電池近二十年來(lái)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，詳細(xì)介紹與染料敏化太陽(yáng)電池有關(guān)的各方面內(nèi)容；具體涉及染料敏化太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)、工作原理、納米半導(dǎo)體材料研究、電荷傳輸、電池制作、電池模擬計(jì)算、電池標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試及其相關(guān)的技術(shù)?！度玖厦艋?yáng)電池》最重要且不同于已有同類書籍的內(nèi)容，主要是詳細(xì)闡述染料敏化太陽(yáng)電池中存在的多處界面光電化學(xué)過(guò)程和電荷傳輸與復(fù)合動(dòng)力學(xué)，以及相關(guān)技術(shù)研究手段在電子傳輸機(jī)理上的作用和輸出特性。從電荷傳輸和復(fù)合動(dòng)力學(xué)過(guò)程、關(guān)鍵材料研究以及電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面，闡釋高效染料敏化太陽(yáng)電池制作的方法和技術(shù)途徑。最后對(duì)大面積高效染料敏化太陽(yáng)電池的研發(fā)和規(guī)?；瘧?yīng)用進(jìn)行介紹與展望。
作者簡(jiǎn)介:
戴松元教授，博士生導(dǎo)師，國(guó)家“973”計(jì)劃首席科學(xué)家（2006～2010年，2011～2015年），華北電力大學(xué)可再生能源學(xué)院院長(zhǎng)，中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所特聘研究員，中國(guó)科學(xué)院新型薄膜太陽(yáng)電池重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任；中國(guó)科學(xué)院能源研究委員會(huì)委員，國(guó)際光化學(xué)轉(zhuǎn)換與太陽(yáng)能存儲(chǔ)大會(huì)（IPS）國(guó)際委員會(huì)委員（2012～2016年），亞太地區(qū)DSC&OPV國(guó)際委員會(huì)委員。榮獲2005年度上海國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)創(chuàng)新獎(jiǎng)，2007年度第八屆安徽青年科技獎(jiǎng)，2012年度中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)和2013年度“中國(guó)光伏成就獎(jiǎng)”。是國(guó)際上較早從事染料敏化太陽(yáng)電池基礎(chǔ)研究和實(shí)用化研究的學(xué)者，，就材料微觀結(jié)構(gòu)與電池性能影響的關(guān)聯(lián)機(jī)制展開系統(tǒng)性研究，創(chuàng)造性地開展實(shí)用化電池組件光、電和熱性能研究，基本解決了電池老化和性能衰減難題。建立國(guó)內(nèi)第1條染料敏化太陽(yáng)電池實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)線及首座500W示范電站系統(tǒng)。2012年成功開發(fā)了具有國(guó)際先進(jìn)水平的成套制備工藝技術(shù)和設(shè)備，完成0.5MW中試生產(chǎn)線建設(shè)，建立5kW示范系統(tǒng)，為國(guó)內(nèi)染料敏化太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇，已授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利近20項(xiàng)。
目錄:
《納米科學(xué)與技術(shù)》叢書序
PREFACE
序
序言
前言
第1章導(dǎo)論1
1.1太陽(yáng)電池發(fā)展概況1
1.1.1太陽(yáng)電池發(fā)展簡(jiǎn)史1
1.1.2太陽(yáng)電池發(fā)展現(xiàn)狀3
1.1.3太陽(yáng)電池應(yīng)用概況3
1.2太陽(yáng)電池分類及其應(yīng)用簡(jiǎn)介6
1.2.1太陽(yáng)電池分類6
1.2.2太陽(yáng)電池組件分類及其應(yīng)用7
1.2.3硅基太陽(yáng)電池8
1.2.4CdTe太陽(yáng)電池11
1.2.5CIGS太陽(yáng)電池14
1.2.6染料敏化太陽(yáng)電池16
1.2.7聚合物太陽(yáng)電池19
1.2.8量子點(diǎn)太陽(yáng)電池21
1.2.9其他類新型太陽(yáng)電池21
1.3染料敏化太陽(yáng)電池22
1.3.1染料敏化太陽(yáng)電池發(fā)展歷程22
1.3.2染料敏化太陽(yáng)電池研究現(xiàn)狀25
1.3.3染料敏化太陽(yáng)電池技術(shù)特點(diǎn)29
1.3.4染料敏化太陽(yáng)電池應(yīng)用前景30
參考文獻(xiàn)31
第2章納米半導(dǎo)體材料35
2.1納米半導(dǎo)體材料在DSC中的應(yīng)用35
2.1.1納米半導(dǎo)體多孔薄膜的作用35
2.1.2納米半導(dǎo)體多孔薄膜的制備方法37
2.2DSC中常用的納米半導(dǎo)體材料40
2.2.1二氧化鈦40
2.2.2氧化鋅44
2.2.3氧化錫46
2.2.4其他半導(dǎo)體材料46
2.3新型納米結(jié)構(gòu)材料在電池上的應(yīng)用47
2.3.1一維納米材料47
2.3.2三維納米TiO2多孔薄膜59
2.4TiO2薄膜的能級(jí)結(jié)構(gòu)61
2.4.1半導(dǎo)體電極的平帶電勢(shì)61
2.4.2半導(dǎo)體電極平帶電勢(shì)的測(cè)量方法63
2.4.3測(cè)試條件對(duì)平帶電勢(shì)的影響67
2.4.4不同微結(jié)構(gòu)薄膜電極的能級(jí)結(jié)構(gòu)72
2.5納米半導(dǎo)體電極修飾86
2.5.1表面物理化學(xué)修飾86
2.5.2元素?fù)诫s88
2.5.3其他摻雜修飾92
2.6電極結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)92
2.6.1小顆粒致密層的引入92
2.6.2納米TiO2多孔薄膜層的作用95
2.6.3大顆粒TiO2薄膜層的光散射效應(yīng)96
2.6.4大面積納米多孔薄膜電極的微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)99
2.7p型光陰極敏化染料太陽(yáng)電池103
2.7.1p型光陰極敏化染料太陽(yáng)電池原理103
2.7.2p型半導(dǎo)體104
2.7.3其他p型半導(dǎo)體106
參考文獻(xiàn)106
第3章染料敏化太陽(yáng)電池用染料敏化劑115
3.1導(dǎo)論115
3.1.1染料敏化劑的作用115
3.1.2染料敏化劑的分類116
3.1.3染料敏化劑的結(jié)構(gòu)及分子設(shè)計(jì)117
3.1.4染料敏化劑相關(guān)量化計(jì)算117
3.2陽(yáng)極敏化電池用染料敏化劑119
3.2.1無(wú)機(jī)染料敏化劑119
3.2.2多吡啶染料合成及性質(zhì)138
3.2.3羧酸多吡啶釕染料的性質(zhì)140
3.2.4染料分子結(jié)構(gòu)對(duì)染料性能的影響143
3.2.5羧酸多吡啶釕染料與納晶半導(dǎo)體薄膜的結(jié)合方式150
3.2.6有機(jī)染料敏化劑152
3.3多染料協(xié)同敏化163
3.4陰極敏化電池用染料敏化劑164
3.4.1陰極敏化電池敏化劑的結(jié)構(gòu)特性164
3.4.2陰極敏化電池敏化劑研究進(jìn)展165
參考文獻(xiàn)166
第4章染料敏化太陽(yáng)電池用電解質(zhì)176
4.1電解質(zhì)的分類176
4.1.1有機(jī)溶劑電解質(zhì)177
4.1.2離子液體電解質(zhì)178
4.1.3準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)190
4.1.4全固態(tài)電解質(zhì)196
4.2電解質(zhì)中的氧化還原電對(duì)202
4.2.1I-/I-3電對(duì)202
4.2.2非碘氧化還原電對(duì)206
4.3電解質(zhì)中的添加劑208
4.3.1添加劑的作用原理209
4.3.2添加劑的分類211
4.3.3添加劑的研究進(jìn)展214
參考文獻(xiàn)218
第5章染料敏化太陽(yáng)電池對(duì)電極230
5.1對(duì)電極及制備方法230
5.1.1Pt對(duì)電極230
5.1.2碳對(duì)電極232
5.1.3其他對(duì)電極材料234
5.1.4柔性DSC的對(duì)電極238
5.2對(duì)電極表面的氧化還原反應(yīng)238
5.2.1對(duì)電極氧化還原反應(yīng)原理239
5.2.2對(duì)電極反應(yīng)的表征方法240
參考文獻(xiàn)248
第6章染料敏化太陽(yáng)電池界面光電化學(xué)253
6.1固/固接觸界面253
6.1.1固/固接觸界面性質(zhì)253
6.1.2DSC中固/固接觸界面構(gòu)成258
6.1.3DSC中固/固接觸界面性質(zhì)258
6.2固/液接觸界面260
6.2.1固/液接觸界面性質(zhì)260
6.2.2DSC中固/液接觸界面構(gòu)成263
6.2.3DSC中固/液接觸界面性質(zhì)263
6.3頻率域內(nèi)接觸界面動(dòng)力學(xué)過(guò)程265
6.3.1時(shí)間域與頻率域過(guò)程265
6.3.2接觸界面動(dòng)力學(xué)過(guò)程測(cè)量方法265
6.3.3調(diào)制電壓下接觸界面動(dòng)力學(xué)過(guò)程268
6.3.4調(diào)制光作用下接觸界面動(dòng)力學(xué)過(guò)程289
6.3.5阻抗譜與IMPS區(qū)別305
6.4界面電子注入過(guò)程310
6.4.1TiO2能帶形成及與染料的耦合310
6.4.2光生電子的產(chǎn)生與注入動(dòng)力學(xué)312
6.5光生電子的傳輸動(dòng)力學(xué)314
6.6光生電子的收集動(dòng)力學(xué)316
6.7光生電子的復(fù)合動(dòng)力學(xué)317
6.7.1I-3/I-氧化還原對(duì)的動(dòng)力學(xué)特性317
6.7.2光生電子復(fù)合位置317
6.7.3光生電子復(fù)合機(jī)理318
6.7.4局域態(tài)對(duì)復(fù)合過(guò)程的影響319
6.8光生電子傳輸與復(fù)合過(guò)程的相互限制320
6.9TiO2導(dǎo)帶邊移動(dòng)與表面鈍化322
6.10接觸界面特性對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響322
6.10.1兩相接觸界面電學(xué)特性對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響322
6.10.2三相接觸界面電學(xué)特性對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響328
6.10.3不同電解質(zhì)環(huán)境中染料TiO2/EL界面修飾對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響337
6.11接觸界面光學(xué)特性對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響344
6.12不同染料分布條件對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響346
參考文獻(xiàn)350
第7章染料敏化太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模擬364
7.1染料敏化太陽(yáng)電池的工作原理364
7.2染料敏化太陽(yáng)電池性能參數(shù)365
7.2.1短路電流365
7.2.2開路電壓366
7.2.3填充因子366
7.2.4光電轉(zhuǎn)換效率366
7.3大面積染料敏化太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)367
7.4大面積染料敏化太陽(yáng)電池性能模擬369
7.4.1光吸收及電子傳輸369
7.4.2DSC電荷傳輸379
參考文獻(xiàn)394
第8章染料敏化太陽(yáng)電池性能測(cè)試及組件應(yīng)用397
8.1染料敏化太陽(yáng)電池光伏性能測(cè)試397
8.1.1大氣質(zhì)量與太陽(yáng)光譜397
8.1.2染料敏化太陽(yáng)電池的測(cè)試參數(shù)398
8.1.3染料敏化太陽(yáng)電池的測(cè)試原理400
8.1.4染料敏化太陽(yáng)電池的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)402
8.1.5染料敏化太陽(yáng)電池光伏性能的多通道實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)403
8.1.6測(cè)試環(huán)境對(duì)染料敏化太陽(yáng)電池光伏性能的影響405
8.2染料敏化太陽(yáng)電池組件的應(yīng)用408
8.2.1獨(dú)立光伏陣列的應(yīng)用與技術(shù)408
8.2.2建筑一體化的應(yīng)用與設(shè)計(jì)414
8.2.3光伏農(nóng)業(yè)一體化的應(yīng)用416
參考文獻(xiàn)417
附錄縮略語(yǔ)419
索引421
第5章染料敏化太陽(yáng)電池對(duì)電極230
5.1對(duì)電極及制備方法230
5.1.1Pt對(duì)電極230
5.1.2碳對(duì)電極232
5.1.3其他對(duì)電極材料234
5.1.4柔性DSC的對(duì)電極238
5.2對(duì)電極表面的氧化還原反應(yīng)238
5.2.1對(duì)電極氧化還原反應(yīng)原理239
5.2.2對(duì)電極反應(yīng)的表征方法240
參考文獻(xiàn)248
第6章染料敏化太陽(yáng)電池界面光電化學(xué)253
6.1固/固接觸界面253
6.2.1固/固接觸界面性質(zhì)253
6.2.2DSC中固/固接觸界面構(gòu)成258
6.1.3DSC中固/固接觸界面性質(zhì)259
6.2固/液接觸界面260
6.2.1固/液接觸界面性質(zhì)260
6.2.2DSC中固/液接觸界面構(gòu)成263
6.2.3DSC中固/液接觸界面性質(zhì)263
6.3頻率域內(nèi)接觸界面動(dòng)力學(xué)過(guò)程265
6.3.1時(shí)間域與頻率域過(guò)程265
6.3.2接觸界面動(dòng)力學(xué)過(guò)程測(cè)量方法265
6.3.3調(diào)制電壓下接觸界面動(dòng)力學(xué)過(guò)程268
6.3.4調(diào)制光作用下接觸界面動(dòng)力學(xué)過(guò)程289
6.3.5阻抗譜與IMPS區(qū)別305
6.4界面電子注入過(guò)程309
6.4.1TiO2能帶形成及與染料的耦合309
6.4.2光生電子的產(chǎn)生與注入動(dòng)力學(xué)312
6.5光生電子的傳輸動(dòng)力學(xué)314
6.6光生電子的收集動(dòng)力學(xué)316
6.7光生電子的復(fù)合動(dòng)力學(xué)316
6.7.1I-3/I-氧化還原對(duì)的動(dòng)力學(xué)特性316
6.7.2光生電子復(fù)合位置317
6.7.3光生電子復(fù)合機(jī)理317
6.7.4局域態(tài)對(duì)復(fù)合過(guò)程影響318
6.8光生電子傳輸與復(fù)合過(guò)程的相互限制320
6.9TiO2導(dǎo)帶邊移動(dòng)與表面鈍化321
6.10接觸界面特性對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響322
6.10.1兩相接觸界面電學(xué)特性對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響322
6.10.2三相接觸界面電學(xué)特性對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響328
6.10.3不同電解質(zhì)環(huán)境中染料TiO2/EL界面修飾對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響337
6.11接觸界面光學(xué)特性對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響344
6.12不同染料分布條件對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響346
參考文獻(xiàn)350
第7章染料敏化太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模擬364
7.1染料敏化太陽(yáng)電池的工作原理364
7.2染料敏化太陽(yáng)電池性能參數(shù)365
7.2.1短路電流365
7.2.2開路電壓366
7.2.3填充因子366
7.2.4光電轉(zhuǎn)換效率366
7.3大面積染料敏化太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)367
7.4大面積染料敏化太陽(yáng)電池性能模擬369
7.4.1光吸收及電子傳輸369
7.4.2DSC電荷傳輸379
參考文獻(xiàn)394
第8章染料敏化太陽(yáng)電池性能測(cè)試及組件應(yīng)用397
8.1染料敏化太陽(yáng)電池光伏性能測(cè)試397
8.1.1大氣質(zhì)量與太陽(yáng)光譜397
8.1.2染料敏化太陽(yáng)電池的測(cè)試參數(shù)398
8.1.3染料敏化太陽(yáng)電池的測(cè)試原理400
8.1.4染料敏化太陽(yáng)電池的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)402
8.1.5染料敏化太陽(yáng)電池光伏性能的多通道實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)403
8.1.6測(cè)試環(huán)境對(duì)染料敏化太陽(yáng)電池光伏性能的影響405
8.2染料敏化太陽(yáng)電池組件的應(yīng)用408
8.2.1獨(dú)立光伏陣列的應(yīng)用與技術(shù)408
8.2.2建筑一體化的應(yīng)用與設(shè)計(jì)414
8.2.3光伏農(nóng)業(yè)一體化的應(yīng)用416
參考文獻(xiàn)417
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