采购电子顺磁共振(EPR)波谱仪1台,制备的半透明钙钛矿太阳能电池具有18.3%的光电转化效率

中国政府采购网发布了中国科学院大学环境材料与污染控制技术研究中心-电子顺磁共振(EPR)波谱仪仪器设备采购公开招标公告,预算260.000000万元(人民币),采购电子顺磁共振(EPR)波谱仪1台。  具体采购详情如下:  项目名称:中国科学院大学环境材料与污染控制技术研究中心-电子顺磁共振(EPR)波谱仪仪器设备采购  项目编号:BIECC-ZB7573  采购内容:电子顺磁共振(EPR)波谱仪1台。  招标文件的发售时间及地点等:  预算金额:260.0
万元(人民币)  时间:2019年11月11日 09:00 至 2019年11月18日
16:30(双休日及法定节假日除外)  地点:北京市海淀区学院路30号科大天工大厦A座608室。  招标文件售价:¥300.0
元,本公告包含的招标文件售价总和  招标文件获取方式:现场购买或邮购  开标地点:  北京市海淀区学院路30号科大天工大厦A座6层第616会议室。  采购单位联系方式:  采购单位:中国科学院大学  地址:北京市石景山区玉泉路19号(甲)(邮编:100
049)  联系方式:崔老师010-8825
6103  代理机构联系方式:  代理机构:北京国际工程咨询有限公司  代理机构联系人:王
爽010-8237 3532  代理机构地址:
北京市海淀区学院路30号科大天工大厦A座615室(邮编:100 083)   标签:
波谱仪

近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所秦晓英研究员课题组在研究黝铜矿Cu12Sb4S13热电性能时发现,当S位Se替代和Cu位Zn替代时,Cu3SbS4杂质相含量发生显著变化,从而引起主相化学计量比的变化,导致S空位及空穴浓度的变化。最终由于载流子浓度的优化、界面势能量依赖的载流子散射大幅提高了功率因子,以及杂质和界面声子散射降低了热导率,提升了Cu12Sb4S13的热电优值。相关研究成果发表在Applied
Physics Letters上。 Cu12Sb4S13-xSex 样品电阻率随温度的变化关系;(b)
Cu12Sb4S13-xSex 样品中S空位引起的电子浓度变化;(c) Cu12Sb4S13-xSex
样品Seebeck系数随温度的变化关系;(d) Cu12Sb4S13-xSex
样品功率因子随温度的变化关系  随着社会的进步,能源和环境问题已成为新世纪人类面临的最严峻挑战。热电材料可在热能与电能之间进行直接转换,具有体积小、可靠性高、不排放污染物、适用温度范围广、环境友好等特点,成为目前的研究热点。近年来,黝铜矿Cu12Sb4S13由于其廉价的组成元素、低的本征晶格热导率和优异的电输运性质而引起了人们的极大关注。尽管Cu12Sb4S13具有超低的晶格热导率,但由于其过高的载流子浓度和较低的热电势,其热电性能仍然较低。目前研究大多采用高价元素Cu位掺杂降低优化载流子浓度、提高热电势,进而提升热电性能,但很少有人研究和关注元素替代对黝铜矿样品中杂相的形成及其对主相Cu12Sb4S13化学计量比的影响,从而引起热电性能的变化。  基于此,课题组研究人员通过熔炼和真空热压法制备了一系列不同含量的Se和Zn分别在S位和Cu位替代的Cu12Sb4S13样品。研究表明,同价替代(Se替代S)样品中,杂质相Cu3SbS4含量发生了显著变化,这引起Cu12Sb4S13化学计量比的改变,从而导致了S空位d的变化,由于S空位的变化引起电子浓度的变化(图1(b)),从而优化了载流子浓度。  为了进一步优化和改善Cu12Sb4S13-xSex的热电性能,研究人员在同价替代的基础上选择性能最优样品(Cu12Sb4S12.8Se0.2)再用Zn2+取代Cu1+进一步优化载流子浓度以及增强声子的杂质散射;同时双替代引起的杂相与主相的界面增强了声子散射、降低了热导率。另外,界面势可能造成的能量过滤效应引起热电势的提升。最终双替代样品Cu12-yZnySb4S12.8Se0.2,(y=0.025和0.05)热电优值高达0.9(723K),相对未掺杂样品(0.64)ZT值提升了41%(图2(c)),表明元素双替代能够有效调控并提升黝铜矿的热电性能。   
(a) Cu12-yZnySb4S12.8Se0.2样品总热导率随温度的变化关系;(b)
Cu12-yZnySb4S12.8Se0.2样品晶格热导率随温度的变化关系;(c)
Cu12-yZnySb4S12.8Se0.2样品热电优值随温度的变化关系;(d)
我们获得的最大ZT值和已报道的高性能Cu12Sb4S13材料的最大ZT值

近日,中国科学院大连化学物理研究所薄膜硅太阳电池研究组(DNL1606)研究员刘生忠团队联合陕西师范大学研究员杨栋,通过将半透明钙钛矿电池与高效硅异质结薄膜电池结合,组成光电转化效率达到27.0%的四端钙钛矿-硅叠层太阳能电池。  晶硅太阳能电池是第一代太阳能电池,经过数十年发展,技术已经非常成熟。目前,95%的光伏市场份额被晶硅太阳能电池所占据。实验室报道的最好的晶硅太阳能电池的光电转化效率已经达到26.6%,非常接近它的理论光电转化效率极限29.4%。在物理法则下,晶硅电池的效率提升之路正变得越来越窄。为了实现更高的光电转换效率,越来越多的研究开始关注将晶硅电池与其它的高效率电池组成叠层电池。  钙钛矿电池是近几年发展起来的第三代太阳能电池,它具有原料丰富、成本低、制备工艺简单、对缺陷的容忍性好等优点。目前,实验室报道的钙钛矿电池光电转换效率已超过24%。钙钛矿的结构通式是ABX3,A位通常是正一价的有机阳离子CH3NH3+、NH=CHNH3+或者无机Cs+离子等,B位通常是正二价金属阳离子Pb2+、Sn2+等。X通常是卤素阴离子I-、Br-、Cl-等。通过离子替换,钙钛矿的带隙可以在1.4到2.3
eV之间灵活调节,使它成为非常理想的叠层电池子电池材料。  叠层电池由一个高带隙子电池和一个低带隙子电池组成。低带隙子电池拓宽了太阳光光子的利用率;高带隙子电池减少了半导体捕获高能光子后电子跃迁后弛豫过程的热能损失。因此叠层电池具有比单结电池更高的极限光电转化效率。得到高效率的叠层太阳能电池的关键之一是在温和条件下制备透明电极,即在不伤害底层材料的前提下,制备兼具高导电性和高透光性的电极。  该团队使用真空热蒸发沉积薄膜的方法,以三氧化钼/金纳米网/三氧化钼“三明治结构”作为透明电极,替换掉传统钙钛矿电池中的金属背电极。制备的半透明钙钛矿太阳能电池具有18.3%的光电转化效率,这是目前使用超薄金属制备的半透明钙钛矿电池的最高效率之一。将此半透明钙钛矿太阳能电池与光电转化效率23.3%的硅异质结薄膜电池结合,得到了光电转换效率27.0%的四端叠层太阳能电池。  该项研究使用了一种简单低成本的方法制备高导电性、高透光性的透明电极,有助于推动半透明电池以及多结/叠层电池的发展,降低光伏发电的成本。相关成果发表在《先进功能材料》(Advanced
Functional
Materials)上。该工作得到国家自然科学基金、中国国家重点研究与发展计划、陕西省科技创新引导项目等的资助。

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