染料敏化太阳电池光电能量转换效率的测定实验报告

染料敏化太阳电池光电能量转换效率的测定

一、实验目的

1.了解染料敏化太阳电池的基本工作原理，学习CHI630电化学工作

站的基本功能和调谐方法(或恒电位仪测量光电流的方法)；

2.了解染料敏化太阳电池的基本结构，测定方法；

3.掌握利用I-V曲线计算染料敏化太阳电池的能量转换效率

二、实验原理

太阳能的利用是一个永恒的课题。染料敏化纳米晶光电化学电

池以其低成本和高效率而成为硅太阳能电池的有力竞争者。

染料敏化太阳电池是由透明导电玻璃、TiO2多孔纳米膜、电解质

溶液以及镀铂镜对电极构成的“三明治”式结构。

图1 染料敏化太阳电池的结构示意图

与p-n结固态太阳能电池不同的是，在染料敏化太阳电池中光

的吸收和光生电荷的分离是分开的。图2是染料敏化太阳电池的能

级分布和工作原理图。

图2 染料敏化纳米晶太阳能电池的工作原理Ecb半导体的导带边;Evb半导体的价带边; D’,D’’

是氧化还原电解质。对电极表面镀一层金属铂分别是染料的基态和激发态; I-,I-

3

上图表示在光照射太阳电池后,电池内的电子直接转移过程。(1)染料分子的激发。(2)染料分子中激发态的电子注入到TiO2的导带,CB和VB 分别表示TiO2的导带底和价带顶。从图中可以看出染料分子的能带最好与TiO2的能带重叠,这有利于电的注入。(3)染料分子通过接受来自电子

供体-

I的电子,得以再生。(4)注入到TiO2导带中的电子与氧化态染料之3

间的复合,此过程会减少流入到外电路中电子的数量,降低电池的光电流。(5)注入到TiO2导带中的电子通过TiO2网格,传输TiO2膜与导电玻璃

的接触面后流入到外电路,产生光电流。(6)在TiO2中传输的电子与-

I间

3

的复合反应。(7) -

I离子扩散到对电极被还原再生,完成外电路中电流循

3

环。

太阳能电池的性能测试系统主要分为五部分，分别为光源，透镜，电池器件，电化学工作站(恒电位仪)，计算机，通过对太阳能电池光照下的电流/电压曲线的分析，来测试染料敏化TiO2纳米晶光电化学电池的

光电压，光电流，光电转换效率等性能。

衡量光电化学太阳能电池的性能主要有五个评价参数：短路光电流(I SC )、开路光电压(V OC )、填充因子(FF)、入射光子到电子的转换效率(IPCE)和能量转换效率(η)。(1) 短路光电流(I SC )：太阳能电池在短路条件下的工作电流。此时，电池输出的电压为零。(2) 开路光电压(V OC )：太阳能电池在开路条件下的输出电压。此时，电池的输出电流为零。(3) 填充因子(FF)：填充因子定义为：FF= Pmax / I SC V OC 。

(4) 能量转换效率(η)：定义为太阳能电池的最大功率输出与入射太阳光的能量(P light )之比。

P

V

I

FF

P

P

light

oc

sc

light

??

=

=

max

η

三、 仪器装置和样品

1. 染料敏化的纳米晶太阳电池（未注入电解液）

2. 微量进样器

3. 标准电解液：0.1 mol/L LiI ， 0.05mol/L I 2 ，0.5 mol/L 4－叔丁基吡啶（溶剂为体积比为1：1的PC 和乙氰的混合物）

4. 恒电位仪，三电极体系（工作电极，参比电极，对电极）

5. 辐照计（FZ-A 型）

6. 氙灯光源（功率500W ）

7. 光学导轨及透镜 四、 实验步骤

1. 调节光路：打开氙灯光源，将辐照计固定在导轨上。调节辐照计

的相对距离，使辐照强度达到100mW/cm 2并固定位置。

2. 打开恒电位仪和计算机电源，屏幕显示清晰后，再打开恒电位仪测量窗口。

3. 使用微量进样器抽取一定量的标准电解液，并将标准电解液沿缝隙边缘灌注至染料敏化纳米晶太阳电池中。将工作电极夹在电池的照光一端，参比电极和对电极夹在另一端。固定在步骤1中所述位置。

4. 使用恒电位仪测量太阳电池的I-V 曲线。

5. 重复测量辐射照度为75mW/cm 2和50mW/cm 2下太阳电池的I-V 曲线。 五、 结果处理

1. 根据实验数据作出染料敏化太阳电池的I －V 曲线图1。

0.0

0.2

0.4

0.00

0.25

0.50

0.75

c u r r e n t (m A /c m 2

)

potential (v)

50mw/cm

2

75mw/cm

2

100mw/cm

2

图1染料敏化太阳电池的I-V 曲线

2. 利用I －V 曲线作图得到染料敏化太阳电池的功率输出曲线图2。

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.00

0.05

0.10

p o w e r (m w /c m 2

)

potential (v)

50mw/cm

2

75mw/cm

2

100mw/cm

2

图2染料敏化太阳电池的P-V 曲线

3. 根据图1和图2得出：

P light （mW/cm 2） I SC （mA ） V OC （V ） P max （mW/cm 2

）

FF(%) η(%) 50 0.4135 0．2962 0.04051 33.1 0.081 75 0.4601 0.3005 0.04413 31.9 0.059 100 0.6845

0.3668

0.08003

31.9

0.080

注：

in

OC SC in

P FF

V I P P ??=

=

max η

FF=Pmax/(Isc*Voc)

六、思考题

1. 讨论影响太阳电池的光电能量转化效率的因素。 答：影响太阳电池的光电能量转化效率的因素主要有：

（1）电池板材料的厚度和外形：我们知道，太阳能电池愈薄，电子的移动路径愈短，则其光电转化效率愈高。电池板的外形也会影响其光电转化效率，这是由于光照射到电池板上，在正反两面发生的反射、折射等现象，从而降低了电池的短路电流。适当的电池外型的改变(如表面粗化处理、电极形状)可以增加阳光入射量、太阳光版的角度调整等，从而提高其光电转化效率；

（2）辐射强度：辐射强度不仅影响电流收集（短路电流）而且影响正向偏压注入电流（开路电压），因此会影响太阳能电池的光电转化效率； （3）电阻的大小：根据电路知识，太阳能电池等效为一个理想电流源、一个正向二极管、一个串联电阻和一个并联电阻。所以，在负载一定的情况下，串联电阻越大，并联电阻越小，那么电流在输出的过程中的损耗就越大，即流经负载上的电流就越小。最终其光电转化效率越低，反之将越高。

2. 不同辐照强度对能量转化效率有何影响？

答:由本次实验结果可知：辐射强度越高，能量转化效率越高。反之，能量转化效率越低。

3.根据染料敏化太阳电池的结构和原理，讨论如何构筑高效率的染料敏

化太阳电池器件。

答：1.为了尽量减少光学损失，我们主要有以下措施：

⑴电池表面的上接触面积尽可能的小(尽管这可能会提高串联

电阻）

⑵光照面使用减反射膜

⑶利用表面刻蚀减少反射

⑷增加电池厚度提高光吸收（尽管由于载流子复合吸收的光不

一定贡献电流）

⑸表面刻蚀与陷光结构增加光在电池中的光路

2. 减少电子—空穴对的复合

采用具有合适性能的半导体材料(尤其是光生载流产寿命长的材料)可以将载流产复合损失降至最低，也就是减少材料缺

陷从而消除载流子复合通道。

3.电极设计

电极就是与P-N结两端形成紧密欧姆接触的导电材料。这样的材料应该满足：与硅可形成牢固的接触而且接触电阻小、

导电性优良、遮挡面积小、收集效率高等要求。所示设计原则：让电池的输出最大，即电池的串联电阻尽可能小且电池的光照

作用面积尽可能大。商品化电池生产中大量被采用的工艺是铝

浆印刷。

4.减小串联电阻，增大并联电阻

串联电阻主要是由硅片基体电阻、扩散方块电阻、栅线电阻、烧结后的接触电阻等组成。因此提高硅片的质量，可以减小它决定的基体电阻；另外金属栅线要窄和厚，即能减少对光的遮挡，又能保持低的电阻形成良好的p-n结，结深0.5微米左右；电极形成好的欧姆接触等也可以减小串联电阻，从而增大负载上的功率。

?

活性染料轧染染棉实验(塔色样卡)

活性染料轧染染棉实验(塔色样卡) 3 掌握了解活性染料轧染染棉工艺及配色的特点 重点：二浴法轧染工艺 难点：二浴法轧染配色 操作

活性染料轧染染棉工艺 一、化料 二、计算 三、二浴法工艺： （一）工艺流程 （二）工艺处方 （三）工艺条件 （四）工艺操作 实验报告

1 第一课时 一、化料 １、活性染料红、黄、蓝每种化500ml ，浓度为30g/l 。（称15g 化500ml ） ２、Na 2SO 4 200 g/l 与 Na 2CO 3 40g/l 合化（称Na 2SO 4100g 和Na 2CO 320g 化500ml ） 二、计算 计算染液体积:V=10g/l ×30×10-3 l ／30g/l=10ml 加水:30-10=20ml 根据具体配方加染液.(附加页) 三、二浴法活性染料轧染染棉工艺 （一）工艺流程 织物准备→浸轧染液→烘干→浸轧固色液→汽蒸→水洗→皂洗→水洗→烘干 （二）工艺处方 １、轧染液： 活性染料 X g/l 水 Y 合成 30ml ２、固色液（倒入）： Na 2SO 4 200 g/l Na 2CO 3 40g/l 合成 30ml （三）工艺条件 １克织物 二浸二轧

烘干温度：80 ℃ 烘干时间: 5 min 汽蒸温度：130℃(包膜) 汽蒸时间：2 min （四）工艺操作 １、织物准备 ２、浸轧染液（二浸二轧），使织物带液均匀，并具一定轧余率。 ３、烘干：加热均匀，用夹子夹住。 ４、浸固色液，或将固色液倒于织物上，用薄膜包好，挤干膜内空气。５、汽蒸：将织物放于130℃烘箱内蒸2 min。 ６、水洗 ７、皂煮 肥皂 2 g/l 织物1g/块 T 95℃ t 5 min 浴比1:50 ８、水洗 ９、烫干 第二、三、课 重复实验 配色实验 教师巡回指导 小结 药品仪器整理 卫生打扫 实验报告 2

扎染实验报告

扎染实验小结扎染古称扎缬、绞缬、夹缬和染缬，是中国民间传统而独特的染色工艺。织物在 染色时部分结扎起来使之不能着色的一种染色方法，中国传统的手工染色技术之一。 在扎染课程开始之前，我和同学们一样对扎染有着颇为浓厚的兴趣。并且认为扎染是很容易的事情，但通过自己亲手制作实践体验以后才发现其实扎染并不简单。首先因为染料的原因选择扎染的面料时就需要全棉的白色布料，而且要考虑到面料的厚薄。面料过厚容易使染料染色时不能完全渗透其中，同样的，面料过薄会使染料过于渗透面料，致使面料上的图案变糊等等。而且除厚薄外，面料的柔软程度也需考虑到，若是面料太硬在接下来的扎结过程中也较易出现扎的不紧等情况。面料不宜有弹性，弹性面料会影响扎花效果。 扎染工艺分为扎结和染色两部分。它是通过纱、线、绳等工具，对织物进行扎、缝、缚、缀、夹，等多种形式组合后进行染色。其目的是对织物扎结部分起到防染作用，使被扎结部分保持原色，而未被扎结部分均匀受染。从而形成深浅不均、层次丰富的色晕和皱印。织物被扎的愈紧、愈牢、防染效果愈好。它既可以染成带有规则纹样的普通扎染织物；又可以染出表现具象图案的复杂构图及多种绚丽色彩的精美工艺品，稚拙古朴，新颖别致。扎染以蓝白二色为主调所构成的宁静平和世界，即用青白二色 的对比来营造出古朴的意蕴，且青白二色的结合往往给人以“青花瓷”般的淡雅之感，而平和与宽容更体现在扎染的天空中。 在面料选好后便是扎结工艺了，我的第一幅作品因为没有经验，所以在绘图的过程中图案的选择 比较复杂，细小琐碎的东西比较多，而且比较密集。致使在接下来缝制图案的过程中花的时间比较多，然而最后的结果却并不如意，图案的线条很模糊。导致这样的结果，首先一个问题是扎结的时候扎的不够紧，其次就是图案的选择上最好不要太过复杂繁琐。图案和图案之间要有一定的间隔，如果图案间太密集，扎结到最后容易使图案间堆积起来，那样会使染料很难进入到图案间的面料里，容易导致留白或是染色不均匀。另一点是在缝制的时候每一针之间的间距要控制好，不要间距太大，那样容易把染料渗进去。 扎结完之后就要染色了，染色首先就是要把扎好的面料浸泡在水中一会儿，再捞出拧干后放入已 经煮沸的染盆中染煮。染煮的时候要注意几点，第一，要适当的翻动面料使之着色均匀；第二，如若包有保鲜膜，那么在翻动面料是就要小心不要把保鲜膜弄破；第三，再染多色面料时要先染浅色再染深色；另外很重要的一点是要控制好染煮的时间，尤其是多色面料染煮时，时间上的变化会使颜色有较大的差异。 染煮后将面料清洗完一定要注意将面料晾干后再烫平，否则会使面料出现较大的颜色不匀和变色 的情况。 整一个扎染的过程还是比较有趣的，在这个过程中所累积的经验和知识对我本身而言是很有帮助的，总而言之是受益良多的一次实践。篇二：实验报告 武汉职业技术学院实验报告 实验名称多色扎染及染色成绩： 服工10302 班 作者郭丹 日期 2012/5/24 指导教师: 解子燕

(整理)大物实验太阳能电池.

实验62 太阳能电池特性研究 根据所用材料的不同，太阳能电池可分为硅太阳能电池，化合物太阳能电池，聚合物太阳能电池，有机太阳能电池等。其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。本实验研究单晶硅，多晶硅，非晶硅3种太阳能电池的特性。 【实验目的】 1． 太阳能电池的暗伏安特性测量 2． 测量太阳能电池的开路电压和光强之间的关系 3． 测量太阳能电池的短路电流和光强之间的关系 4． 太阳能电池的输出特性测量 【实验原理】 太阳能电池利用半导体P-N 结受光照射时的光伏效应发电，太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面P-N 结，图1为P-N 结示意图。 P 型半导体中有相当数量的空穴，几乎没有自由 电子。N 型半导体中有相当数量的自由电子，几乎没有空穴。当两种半导体结合在一起形成P-N 结时，N 区的电子（带负电）向P 区扩散， P 区的空穴（带正 电）向N 区扩散，在P-N 结附近形成空间电荷区与势垒电场。势垒电场会使载流子向扩散的反方向作漂移运动，最终扩散与漂移达到平衡，使流过P-N 结的净电流为零。在空间电荷区内，P 区的空穴被来自N 区的电子复合，N 区的电子被来自P 区的空穴复合，使该区内几乎没有能导电的载流子，又称为结区或耗尽区。 当光电池受光照射时，部分电子被激发而产生电子－空穴对，在结区激发的电子和空穴分别被势垒电场推向N 区和P 区，使N 区有过量的电子而带负电，P 区有过量的空穴而带正电，P-N 结两端形成电压，这就是光伏效应，若将P-N 结两端接入外电路，就可向负载输出电能。 在一定的光照条件下，改变太阳能电池负载电阻的大小，测量其输出电压与输出电流，得到输出伏安特性，如图2实线所示。 负载电阻为零时测得的最大电流I SC 称为短路电流。 负载断开时测得的最大电压V OC 称为开路电压。 太阳能电池的输出功率为输出电压与输 出电流的乘积。同样的电池及光照条件，负载电 阻大小不一样时，输出的功率是不一样的。若以 输出电压为横坐标，输出功率为纵坐标，绘出的 P-V 曲线如图2点划线所示。 输出电压与输出电流的最大乘积值称为最大 输出功率P max 。 填充因子F.F 定义为： sc oc I V P F F ?=?max （1） 空间电荷区 图1 半导体P-N 结示意图 I V

量子点太阳能电池外量子效率首超100%

量子点太阳能电池外量子效率首超100% 据美国物理学家组织网12月16日（北京时间）报道，美国国家可再生能源实验室（NREL）研制出一种新式的量子点太阳能电池，当其被太阳能光谱的高能区域发出的光子激活时，会产生外量子效率最高达114%的感光电流。发表于12月16日出版的《科学》杂志上的这一最新研究为科学家们研制出第三代太阳能电池奠定了基础。 当光子入射到太阳能电池表面时，部分光子会激发光敏材料产生电子空穴对，形成感光电流，此时产生的电子数与入射光子数之比称为感光电流的外量子效率。迄今为止，还没有任何一种太阳能电池在太阳能光谱内光波的照射下，显示出超过100%的外量子效率。 现在，NREL团队首次在量子点太阳能电池上实现了这一点。他们在一个叠层量子点太阳能电池上获得了114%的外量子效率。该电池由具有减反光涂层的玻璃（其包含有一薄层透明的导体）、一层纳米结构的氧化锌、一层经过处理的硒化铅量子点以及薄薄一层用作电极的金组成。 太阳能光子产生超过100%外量子效率基于载子倍增（MEG）过程，借助这一过程，单个被吸收的高能光子能激发多个电子空穴对。NREL团队首次在量子点太阳能电池的感光电流内展示了MEG，科学家们可借此改善太阳能电池的转化效率。研究结果显示，在模拟太阳光的照射下，新量子点太阳能电池的光电转化效率高于4.5%。目前，这种太阳能电池还没有达到最优化，因此，其能源转化效率相对来说偏低。 与传统的太阳能电池相比，量子点太阳能电池内的MEG能将电池的理论热力能转化效率提高35%；量子点太阳能电池也可使用廉价且产量高的卷对卷制程制造而成；其另外一个优势是每单位面积的制造成本很低，科学家们将其称为第三代（下一代）太阳能电池。

太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率

太阳能电池板太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率. 1.效率越大,相同面积的太阳能电池板输出功率也就越大, 用高效率的太阳 能电池板可以节省安装面积, 但是价格更贵. 2.太阳能电池的功率, 在太阳能电池板的背面标牌中, 有关于太阳能电池 板的输出参数, 如VOC开路电压,ISC短路电流,VMP工作电压,IMP工作电流, 等. 但我们只需要用工作电压和工作电流就可以了, 这两个相乘就可以得 这块太阳能电池板的输出功率. 太阳能电池板介绍：采用高质量单晶/多晶硅材料,经精密设备树脂封装生产出来的太阳能板,有良好的光电转换效果,外形美观,使用寿命长。 太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。 太阳能电池组件可组成各种大小不同的太阳能电池方阵，亦称太阳能电池阵列。太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关，面积越大，在相同光照条件下的输 出功率也越大。 2.太阳能电池板的种类 (1)单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。 (2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲，单 晶硅太阳能电池还略好。

活性染料染色

棉织物的活性染料染色 姓名：商倪锋学号：08139126 班级:轻化工程081班 同组者：史千千 摘要：本实验采用活性艳蓝K--GR对全棉植物进行染色，染色后对活性染料的固色率和吸尽率的测定。 关键词： 活性染料，染色棉织物固色率吸尽率 Dyeing of cotton with active dyes Abstracts：in this paper，we use ReactivebrilliantblueK-GR dyeing cotton, after dyeing we use equipment to evaluate the fixation and exhaustion rate. The result show that reactive dyes on cotton fabric has not a higher exhaustion .fixation and low luster . . 前言： 棉织物是目前纺织市场应用最多的纤维之一，染棉织物可以用直接染料，活性染料进行染色，用直接染料染色后水洗牢度较差，很难达到客户的要求，同时在染色的过程中对染料的浪费也比较严重，吸尽率和固色率都比较低，本实验以活性艳蓝K--GR为染料对棉织物进行染色同时来测定活性染料的吸尽率和固色率。 一、实验目的 1、行选取染料及设计工艺，掌握活性染料对棉的染色过程，巩固所学的活性染料对棉纤维染色的基本理论知识，学会自己设计工艺处方和工艺条件，并进行染色试验。 2、会活性染料吸尽率和固色率的测定 二、实验原理 1、染色原理: 活性染料是一种含有能与纤维起反应形成共价键的活性基团的染料，常见的活性基团有二氯均三嗪型、乙烯砜型和一氯均三嗪型等三种，它们的反应能力各不相同，所以采用的工艺条件也不同，分别采用低温、中温和高温进行染色。 活性染料染色时通过纤维对染料的吸附、染料扩散进入纤维内部达到上染平衡，加入碱后，染料开始与纤维发生反应而固着，并重新达到一个平衡。染后进行皂煮，除去并未与纤维固着的染料或水解染料，提高色泽的鲜艳度。

细菌放线菌的观察与革兰氏染色实验报告

实验一：细菌、放线菌的形态 观察与革兰氏染色 姓名:陈虹邑 学号：200911233012 系别：生物科学与生物技术 班级：周二第一组 试验日期：2011年9月13日 同组成员：邢悦婷呼波

一、实验目的及意义 1、巩固油镜的使用; 2、掌握细菌形态观察的基本方法； 3、了解细菌的基本形态和结构。 4、了解革兰氏染色的原理； 5、初步掌握细菌涂片的方法； 6、掌握革兰氏染色的方法； 7、掌握放线菌的涂片方法； 8、观察基内菌丝、气生菌丝和孢子丝。 二、实验材料与方法 【实验材料】 菌种：溶血链球菌(Strptococcus haemolyticus),螺菌(Spirillum sp.) ,巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium), 苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis), 普通变形菌(Proteus vulgaris), 丙酮丁酸梭菌(Clostridium acetotylicum), 褐球固氮菌(Azotobacter chroococcum)等细菌永久装片，放线菌5406，金黄色葡萄球菌 （staphulococcus aureus），大肠杆菌（E. coli） 试剂：香柏油、无菌水、结晶紫、番红或沙黄、95%酒精、碘液 仪器及用具：显微镜、擦镜纸、吸水纸、小滴管，接种环、载玻片、盖玻片、酒精灯 【实验方法】 细菌的观察 1、在载玻片上滴一小滴水，用接种环，采用无菌操作，将细菌挑起，涂到载玻片 上，盖上盖玻片。 2、用显微镜对细菌进行活体观察。观察时先用低倍镜，再用高倍镜，有必要的话， 再用油镜观察。 3、观察细菌的永久装片，观察时先用低倍镜，再用高倍镜，有必要的话，再用油 镜观察，找到细菌的各种结构。

#什么是太阳能电池量子效率,如何测试

什么是太阳能电池量子效率,如何测试 请教大家,什么是太阳能电池量子效率啊?Quantum efficiency of a solar cell, QE 太阳能电池量子效率和太阳能电池光谱响应,太阳能电池IPCE有什么区别啊?spectral response, IPCE, Incident Photon to Charge Carrier Efficiency 太阳能电池这些特性如何测试啊? 什么是太阳能电池量子效率?如何测试啊?Quantum efficiency of a solar cell, QE 太阳能电池的量子效率是指太阳能电池的电荷载流子数目和照射在太阳能电池表面一定能量的光子数目的比率。因此，太阳能电池的量子效率和太阳能电池对照射在太阳能电池表面的各个波长的光的响应有关。太阳能电池的量子效率和光的波长或者能量有关。如果对于一定的波长，太阳能电池完全吸收了所有的光子，并且我们搜集到由此产生的少数载流子（例如，电子在P型材料上），那么太阳能电池在此波长的量子效率为1。对于能量低于能带隙的光子，太阳能电池的量子效率为0。理想中的太阳能电池的量子效率是一个正方形，也就是说，对于测试的各个波长的太阳能电池量子效率是一个常数。但是，绝大多数太阳能电池的量子效率会由于再结合效应而降低，这里的电荷载流子不能流到外部电路中。影响吸收能力的同样的太阳能电池结构，也会影响太阳能电池的量子效率。比如，太阳能电池前表面的变化会影响表面附近产生的载流子。并且，由于短波长的光是在非常接近太阳能电池表面的地方被吸收的，在前表面的相当多的再结合将会影响太阳能电池在该波长附近的太阳能电池量子效率。类似的，长波长的光是被太阳能电池的主体吸收的，并且低扩散深度会影响太阳能电池主体对长波长光的吸收能力，从而降低太阳能电池在该波长附近的太阳能电池量子效率。用稍微专业点的术语来说的话，综合器件的厚度和入射光子规范的数目来说，太阳能电池的量子效率可以被看作是太阳能电池对单一波长的光的吸收能力。 太阳能电池量子效率，有时也被叫做IPCE，也就是太阳能电池光电转换效率(Incident-Photon-to-electron Conversion Efficiency)。 太阳能电池（光伏材料）光谱响应测试、量子效率QE（Quantum Efficiency）测试、光电转换效率IPCE (Monochromatic Incident Photon-to-Electron Conversion Efficiency) 测试等。广义来说，就是测量光伏材料在不同波长光照条件下的光生电流、光导等。 测试原理 用强度可调的偏置光照射太阳能电池，模拟其不同的工作状态，同时测量太阳能电池在不同波长的单色光照射下产生的短路电流,从而得到太阳能电池的绝对光谱响应和量子效率。

太阳能电池转换效率

Research on New Technologies of Photoelectric Conversion Efficiency in Solar Cell Tianze LI, Chuan JIANG, Cuixia SHENG School of Electric and Electronic Engineering Shandong University of Technology Zibo 255049 ,China e-mail: ltzwang@https://www.wendangku.net/doc/791494459.html, Hengwei LU,Luan HOU, Xia ZHANG School of Electric and Electronic Engineering Shandong University of Technology Zibo 255049 ,China e-mail: henrylu007@https://www.wendangku.net/doc/791494459.html, Abstract—The characteristics of the solar energy and three conversion mode of solar energy including photovoltaic conversion, solar thermal conversion, and photochemical conversion are represented in this paper. On this basis,the materials used in solar cell, as well as the working principle of solar cells, the factors of low convert efficiency of solar cells and the two major bottlenecks encountered in the solar application are analyzed.The idea that spontaneous arrangement of compound organic molecules is achieved by changing the molecular arrangement structure of the organic thin-film solar is put forward. The new structure of liquid crystal layer come into being accordingly so that the electron donor and the receptor molecules of the mixture are separated, and the contacting area between them is enlarged. So the efficiency solar photovoltaic is improved. The research and development of this new technology can solve the technical problem of the low conversion efficiency of solar cell, and open up an effective way to improve the conversion efficiency of solar cells. At last,the prospect of solar photovoltaic technology, solar energy exploit technology and the development of industry is offered in the article. Keywords- photoelectric conversion efficiency; electron donor and recipient; photovoltaic generate power technology I.I NTRODUCTION Energy is the material basis of human society survival and development. In the past 200 years?the energy system based on coal, oil, natural gas and other fossil fuel has greatly promoted the development of human society. However, material life and spiritual life is increasing, the awareness of serious consequences brought from the large-scale use of fossil fuels is increasing at the same time: depletion of resources, deteriorating environment, in addition to all of the above, it induce political and economic disputes of a number of nations and regions, and even conflict and war. After in-depth reflection of the development process of the past, human advance seriously the future path of sustainable development. Today in the 21st century, there is no a problem as important as a sustainable energy supply, especially for the benefit of solar energy development and has been highly concerned by all mankind. Around the world are faced with limited fossil fuel resources and higher environmental challenges, it is particularly important to adhere to energy conservation, improve energy efficiency, optimize energy structure, rely on scientific and technological progress, development and utilization of new and renewable sources.After analyzing two bottleneck problems which affect the conversion efficiency of the solar cell, we put forward a new structure of molecular arrangement of the solar cell to improve the conversion efficiency of the solar cell. II.T HE F EATURES O F S OLAR A ND T HREE C ONVERSION M ODES A.The Features of Solar Solar resources are solar radiation energy on the entire surface of the earth. Solar energy has four features. Firstly, solar energy is sufficient. The gross of solar radiation energy on the surface of the earth is about 6h1017kWh every year. It can be used several billions of years, which is reproducible and cleanest. It isn’t monopolized by any groups or coutries. Secondly, the energy density of solar energy is low. People want to obtain higher energy density by condensers. Thirdly, because of climatic change, the solar energy is mutative. For example, cloudy day and rainy day, the solar energy is weak. People should consider energy storage or use auxiliary devices which provide conventional energy to use solar energy in a row. Forthly, because of the earth rotation, the earth revolution and the angle between the axis of rotation and the orbital plane, days and sensons must change on the earth, solar energy must change too. Fifthly, use of solar energy can make energy level appropriate allocation, so heat energy is made used of. When the sun light shines on the earth, part of the light is reflected or scattered, some light is absorbed, only about 70% of the light which are direct light and scattered light passes through the atmosphere to reach the surface of the earth. Part of the light on the surface of the earth is absorbed by the objects surface, another part is reflected into the atmosphere. Fig.1 shows the schematic diagram of the sun incident on the ground. Figure1. Schematic diagram of the sun incident on the ground 978-1-4244-7739-5/10/$26.00 ?2010 IEEE

毛用活性染料染色的实验报告【精品】

一、实验目的 (1)自行选取染料及设计工艺，掌握活性染料对棉的染色过程，巩固所学的活性染料对棉纤维染色的基本理论知识，学会自己设计工艺处方和工艺条件，并进行染色试验。 (2)学会活性染料吸尽率和固色率的测定 二、实验原理 (1)染色原理:活性染料是一种含有能与纤维起反应形成共价键的活性基团的染料，常见的活性基团有二氯均三嗪型、乙烯砜型和一氯均三嗪型等三种，它们的反应能力各不相同，所以采用的工艺条件也不同，分别采用低温、中温和高温进行染色。 活性染料染色时通过纤维对染料的吸附、染料扩散进入纤维内部达到上染平衡，加入碱后，染料开始与纤维发生反应而固着，并重新达到一个平衡。染后进行皂煮，除去并未与纤维固着的染料或水解染料，提高色泽的鲜艳度。 活性染料浸染的上染曲线 由于活性染料在水溶液中要发生水解，从而影响活性染料的利用率，为了改善上述情况，现在开发出双活性基团甚至三活性基团的活性染料，可以使活性染料的固色率达到80%以上。 双活性基染料常见的有：含两个相同的一氯均三嗪型如国内KE型活性染料；含一个一氯均三嗪、一个为乙烯砜型的染料如国内M型活性染料。 (2) 固色原理: 活性染料与棉纤维的反应在碱性条件下，纤维素能形成纤维素负离子，能和活性染料发生亲核取代、加成反应，进而形成染料--纤维共价键，二氯均三嗪型较活泼，只需在较低温度下即可反应，而一氯均三嗪型则需在温度较高、碱性较强条件下才能反应。影响此反应的因素有很多。染料与纤维与水的反应为平行反应，因为水也是亲核试剂，反应条件机理相同。染料一经水解即失去与纤维的反应能力，固色率大为降低。从反应动力学研究得到，固着反应比水解反应快40倍左右，染色时PH一般为10~11为宜，X型可用碱性较弱的小苏打，对K型，则采用Na2CO3、Na3po4，甚至NaOH。染色温度具体根据不同染料性能而定。促染用元明粉，加入要掌握一多二早，分批加入的原则。浴比尽可能小些，以提高固色率。水解染料的存在，对纤维有一定的亲和力，但不够大，它会染着于纤维上，皂煮时不能完全煮下来，有时还会污染到其它纤维，特别是KN型染料耐碱牢度不高，易造成污染现象。水解染料的存在也是湿摩牢度较低的重要原因 ( 3 ) 加盐促染原理: 三、给定实验材料、药品及仪器 材料：丝光漂白棉布（各2g、8块） 药品：活性艳蓝K--GR，无水硫酸钠、碳酸钠、净洗剂EL-C

柔性衬底微晶硅太阳电池量子效率的研究

第39卷第5期 人 工 晶 体 学 报 V o.l 39 N o .5 2010年10月 J OURNAL O F S YNTHET IC CRY STA LS O c tober ,2010 柔性衬底微晶硅太阳电池量子效率的研究 刘 成,周丽华,叶晓军,钱子勍,陈鸣波 (上海空间电源研究所,上海200233) 摘要:通过对微晶硅太阳电池量子效率的测量,结合微区拉曼光谱和电学特性测试,讨论了本征层的硅烷浓度和等离子体辉光功率对太阳电池量子效率的影响。发现本征层硅烷浓度增加时,电池的长波响应变差,材料结构由微晶相演变成非晶相;等离子体辉光功率的增加造成了电池短波响应的变化。同时发现测量微晶硅太阳电池时使用掩膜板所得短路电流密度与量子效率积分获得的短路电流密度相差不大。将优化后的沉积参数应用于不锈钢柔性衬底的非晶硅/微晶硅叠层太阳电池,获得了9.28%(AM 0,1353W /m 2)和11.26%(AM 1.5,1000W /m 2)的光电转换效率。关键词:太阳电池;量子效率;柔性衬底;微晶硅;非晶硅/微晶硅中图分类号:O484;TK 514 文献标识码:A 文章编号:1000 985X (2010)05 1161 05 Study on Quantu m Effici enci es ofM icrocrystalli ne Silicon Solar Cells on Flexi ble Substrates LI U Cheng,Z HOU L i hua,Y E X iao j u n,QI AN Z i qing,C HEN M i n g bo (Shanghai Institute of Space Po w er sou rces ,Shanghai200233,Ch i na) (R eceive d 22M arc h 2010,acce p t ed 21Jul y 2010) Abstract :W it h the m easure m ent o f quant u m efficienc ies ,Ra m an spectra and e lectrical characteristics ,the effects of silane concentrations and p las m a d i s charge po w ers on quantum efficiencies of m i c rocrysta lline silicon solar ce lls had been discussed .It is found that the long w avelength responses o f so l a r cells decrease w hen silane concentrations i n crease ,and the shortw aveleng t h responses o f solar cells changesw hen plas m a discharge powers i n crease .It is also found that the short circu it current density are al m ost the sa m e bet w een m easured by ill u m i n ated J V w ith m asks and by quant u m effic iency .W ith the opti m ized deposition para m eters ,a m or phous silicon /m icr ocrystalli n e silicon tande m so lar ce lls on sta i n less steel flex i b le substratesw ith conversi o n efficiency of 9.28%(AM 0,1353W /m 2 )and 11.26%(AM 1.5,1000W /m 2 )w ere obta i n ed . K ey w ords :so lar cells ;quantu m efficienc ies ;flex i b le substrates ;m icr ocr ystalli n e silicon ;a morphous silicon /m icrocr ystalli n e silicon 收稿日期:2010 03 22;修订日期:2010 07 21 基金项目:上海市博士后科研资助计划项目(08R21420200);上海市引进技术的吸收与创新计划项目(07X I 2 016) 作者简介:刘 成(1980 ),男,湖南省人,博士后。E m ai :l thomas .li u cheng @g m ai.l com 1 引 言 量子效率(Quantum efficiency ,简称QE)的定义为:当太阳光照射到太阳电池上,在内建电场作用下产生的光生载流子数目与入射的光子数的比值。它是一个小于1的无量纲的数。量子效率分为内量子效率和外量子

染料化学实验使用全解

染料化学实验 实验一 合成酸性橙Ⅱ 用途：羊毛、蚕丝、皮革等的染色。 一、 反应 1、重氮化反应 NH 2SO 3Na + 2HCl + NaNO 2SO 3- N=N +Cl - + 2NaCl + 2H 2O 10℃ 2、乙萘酚的溶解 -OH + NaOH -ONa + H 2O 3、偶合反应 SO 3- N=N +Cl --ONa NaO 3S-N N OH ++ HCl 二、 主要原料 1、对氨基苯磺酸 8.7克 2、30%HCl （d=1.15） 18.3克 3、NaNO 2 3.5克 4、30%NaOH （d=1.33） 7.4克 5、乙萘酚 7.3克 6、食盐 约7.5克 7、碳酸钠 2.7克 8、尿素

三、实验方法 1、重氮化 ⑴在150ml烧杯中，加入55ml水，8.7克对氨基苯磺酸，2.7克碳酸钠，加热使其全部溶解。冷却后，再加入溶于8ml水的3.5克NaNO2的溶液，搅拌，备用。（用手搅即可） ⑵在250ml烧杯中，加入40ml水，再加入16ml 30%HCl搅匀，冰浴冷却，控制温度在10℃~15℃。将上述混合液于10~15分钟内均匀加入。加完后保持此温度，继续搅拌30分钟，得重氮盐白色悬浮液。 用刚果红试纸检测呈兰色，显示悬浮液保持酸性。加入少量尿素破坏过量的亚硝酸。 2、偶合 在400ml烧杯中，加入60ml水，7.3克乙萘酚，在搅拌下加入6ml 30%NaOH，升温到80℃，使其全部溶解。然后把此溶液倒入已经备有冰浴冷却，电动搅拌的500ml搪瓷烧杯中，使其冷却至8℃，加盐2克，快速加入重氮盐全部量的1/2，此时pH为8~10，再加盐3克，然后将剩余的1/2重氮盐控制在10分钟内均匀加完，并随时用液碱调pH≥8。加完重氮盐，继续搅拌30分钟，再加盐2.5克，并用HCl调染液pH= 7。继续搅拌约30分钟，直至重氮盐消失时为偶合终点。（用H酸作渗圈实验）。 偶合完成后染料应全部析出，用水抽过滤，得橙红色滤并，自然干燥，作实验三染色之用。

试验二普通光学显微镜的使用及细菌的简单染色和革兰氏染色

实验二普通光学显微镜的使用及细菌的简单染色和革兰氏染色普通光学显微镜的使用 一、实验目的 以染色玻片及活菌为例，熟练掌握显微镜油镜的使用方法。 二、显微镜油镜使用的原理 1 普通光学显微镜的基本构造 （1）光学部分: 接目镜、接物镜、照明装置(聚光镜、虹彩光圈、反光镜等)。它使检视物放大, 造成物象。（2）机械部分: 镜座、镜臂、镜筒、物镜转换器、载物台、载物台转移器、粗调节器、细调节器等部件。它起着支持、调节、固定等作用。2 显微镜的放大倍数和分辨率（1）放大倍数=接物镜放大倍数×接目镜放大倍数 （2）显微镜的分辨率：表示显微镜辨析物体（两端）两点之间距离的能力，可用公式表示为： D=λ/2n·sin(α/2 ) 式中D：物镜分辨出物体两点间的最短距离。 λ：可见光的波长（平均0.55μm） n: 物镜和被检标本间介质的折射率。 a：镜口角（即入射角）。3 油镜使用的原理 油镜，即油浸接物镜。当光线由反光镜通过玻片与镜头之间的空气时，由于空气与玻片的密度不同，使光线受到曲折，发生散射，降低了视野的照明度。若中间的介质是一层油（其折射率与玻片的相近），则几乎不发生折射，增加了视野的进光量，从而使物象更加清晰。 三、实验材料 1 显微镜、香柏油、二甲苯、擦镜纸、吸水纸、盖玻片、接种环、酒精灯等。 2 细菌三种形态的玻片染色标本。 3 培养12-18h的枯草芽孢杆菌。四、实验方法与步骤 1 染色细菌玻片的油镜观查 （1）用前检查：零件是否齐全，镜头是否清洁。 （2）调节光亮度。 （3）低倍镜观察：先粗调再微调至物象清晰。

（4）转入中倍、高倍观察，每一不只需调微调旋纽即可看到清晰的物象。 （5）油镜观察：高倍镜下找到清晰的物象后，旋转转换器，在标本中央滴一滴香柏油，使油镜镜头浸入香柏油中，细调至看清物象为止。 （6）绘出所观察到的细菌形态图像。 （7）、换片：另换新片观察，必须从（3）步开始操作。 （8）、用后复原：观察完毕，上悬镜筒，先用擦镜纸擦去油镜头上的香柏油，然后再用擦镜纸沾取少量二甲苯擦去残留的油，最后用擦镜纸擦去残留的二甲苯，后将镜体全部复原。 2 活菌制片观察 取一张干净的载玻片，在其中央滴上一滴干净的蒸馏水，取培养12-18h的枯草芽孢杆菌一小环，在水滴上反复涂抹至菌体充分分散，盖上盖玻片，用吸水纸吸去多余的水分，按照油镜的使用步骤，观察草芽孢杆菌形态，边观察边绘图。 五、实验报告 油镜使用的原理 六、思考题 1 油镜与普通物镜在使用方法上有何不同？应特别注意些什么？ 2 使用油镜时，为什么必须用镜头油？ 3 镜检标本时，为什么先用低倍镜观察，而不是直接用高倍镜或油镜观察？ 七、实验注意事项 1 不准擅自拆卸显微镜的任何部件,以免损坏。 2 镜面只能用擦镜纸擦，不能用手指或粗布，以保证光洁度。 3 观察标本时，必须依次用低、中、高倍镜，最后用油镜。当目视接目镜时，特别在使用油镜时，切不可使用粗调节器，以免压碎玻片或损伤镜面。 4 观察时，两眼睁开，养成两眼能够轮换观察的习惯，以免眼睛疲劳，并且能够在左眼观察时，右眼注视绘图。 5 拿显微镜时，一定要右手拿镜臂，左手托镜座，不可单手拿，更不可倾斜拿。 6 显微镜应存放在阴凉干燥处，以免镜片滋生霉菌而腐蚀镜片。 细菌的简单染色和革兰氏染色 一、实验目的 1 学习微生物涂片、染色的基本技术，掌握细菌的简单染色方法及革兰氏染色。 2 了解革兰氏染色法的原理及其在细菌分类鉴定中的重要性。 二、实验原理 1 简单染色的原理

微生物的革兰氏染色实验报告

微生物的革兰氏染色 一、实验目的： 1、学习并初步掌握革兰氏染色法； 2、了解革兰氏染色的原理； 3、巩固显微镜的使用。 二、实验原理： 革兰氏染色是细菌学中最重要的鉴别染色法。染色步骤分为四个部分： 1、初染：加入碱性染料结晶紫固定细菌图片； 2、媒染：加入碘液，碘与结晶紫形成一种不溶于水的复合物； 3、脱色：利用有机溶剂乙醇或丙酮进行脱色； 4、复染：复红配成碳酸复红作为复染剂。 成分占细胞壁干重的% 革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌肽聚糖含量很高（50~90）含量很低（~10） 磷壁酸含量较高（<50）无 类脂质一般无（<2）含量较高（~20） 蛋白质无含量较高G-和G+细胞壁的比较： 1、阳性（G+）菌细胞壁特点：细胞壁厚，只有一层，主要由肽聚糖构成，肽聚糖含量高，结构紧密，脂类含量低。当乙醇脱色时，细胞壁肽聚糖层孔径变小，通透性降低，结晶紫和碘的复合物被保留在细胞壁内，复染后仍显紫色（如芽孢杆菌）。 2、阴性（G-）菌细胞壁特点：细胞壁薄，由两层构成，内壁层和外壁层，细胞壁中脂类中脂类物质含量较高，肽聚糖含量较低，网状结构交联程度低，乙醇脱色时溶解了脂类物质，通透性增强，结晶紫与碘的复合物易被乙醇抽提出来，因此，革兰氏阴性菌细胞被脱色，当复染时，脱掉紫色的细胞的细胞壁又着上红色（例如大肠杆菌）。 三、实验步骤： 1、取一个载玻片，将其洗净并沿一个方向擦拭干净，直至液体不再其上收缩为止；将接种环整平，用灼烧过的接种环在混匀的菌种中取菌，按常规方法图片，应涂大，不宜过厚。 2、将涂片用火焰固定，不宜烤得太狠，否则菌种呈假阳性。 3、滴加1滴结晶紫染液，染色1min，水洗。 4、滴加革兰氏碘液，作用1min，水洗 5、滴加脱色乙醇，脱色30~40s，不宜脱色太狠，否则菌种呈假阴性。 6、水洗，滴加番红复染液，复染1min，水洗，晾干 7、镜检并拍照。 四、注意事项： 1、选用活跃生长期菌种染色，老龄的革兰氏阳性细菌会被染成红色而造成假阴性。 2、涂片不宜过厚，以免脱色不完全造成假阳性。 3、脱色是革兰氏染色是否成功的关键，脱色不够造成假阳性，脱色过度造成假阴性。实验结果与讨论： 1、结果： 高倍镜下观察的菌体图像：