碳基復合光伏轉化與高性能儲電材料的制備及性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的太陽能電池只具有能量轉化作用，而缺少直接儲存電能的功能，使得太陽能電池應用受到很大限制。本論文采用原位復合的方法獲得顆粒分散均勻的TiO2/carbon aerogel負極材料，開展集高轉化效率與能量存儲的一體化太陽能電池研究，有利于推動光伏電池的發(fā)展及廣泛應用。利用SBA-15作為模板劑制得鋰硫電池正極材料，成功地獲得了結構形貌規(guī)則的S/carbon aerogel復合材料樣品。通過X射線衍射、紫外可見光吸收、場發(fā)射掃描電子顯微

2、鏡以及場發(fā)射投射電子顯微鏡等分析方法對樣品形貌及結構進行表征;采用循環(huán)伏安、交流阻抗、循環(huán)充放電等方法對電池的性能進行了測試。
　　研究結果表明:原位制得的TiO2/carbon aerogel復合物在燒結溫度達到550℃C時，呈現(xiàn)出典型的球形多孔結構。其中，TiO2和carbon aerogel分布均勻，TiO2平均晶粒為7nm，晶面間距為0.35 nm，復合物比表面積高達556.1 m2g-1。電池性能測試表明，組裝的太陽能電

3、池集光電轉化和電能儲存兩種功能于一體，最高電壓達750 mV，最高光電轉換效率為6.94％，電池經(jīng)50次循環(huán)后比容量仍保持原來的88％。另外，SBA-15對S/carbon aerogel復合材料的形貌起著關鍵結構調控作用，在硫和碳氣凝膠3∶1的比例下所制備的S/carbon aerogel復合材料呈規(guī)則的藕節(jié)形結構，每節(jié)長度在650 nm左右，直徑在300 nm左右。電化學測試表明，0.5 C下其放電比容量最高達1572 mAh g-