CdTe薄膜电池的制备及其在电解水制氢中的应用

发布时间：2024-06-11 02:23

　　构建光伏电解水系统将太阳能转化为高能量密度的氢能可以实现对太阳能的更高效利用。高效、稳定和低成本是光伏电解水系统在实际生产应用中的必备条件,因此光伏电解水系统对太阳能电池转换效率、生产成本、实用性以及催化电极的催化性能、成本和催化稳定性等方面都有着较高要求。CdTe薄膜电池具有性能稳定、结构简单、弱光响应好等优势,并且由于其透光特性,可作为建筑幕墙和天窗等实现光伏建筑一体化;另一方面,电解水在较低电压条件下进行,减少了CdTe电池的电极刻蚀数量,进一步简化CdTe电池生产工艺,降低其生产成本,这使CdTe薄膜电池成为光伏电解水系统电源的极佳选择。当前CdTe薄膜电池的研究中,高性能CdTe薄膜电池一般由气相传输(VTD)和近空间升华(CSS)等高能耗技术制备,生产成本仍居高不下,而低成本的电化学沉积法制备CdTe薄膜在酸性体系中面临沉积速率低和腐蚀窗口层等问题,各种碱性体系电化学沉积CdTe薄膜的研究也未能制备出高质量的CdTe薄膜。在产氢电极方面,由于缓慢的四质子耦合电子转移动力学,OER过程是当前电解水产氢的瓶颈。IrO₂和RuO₂等昂贵...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1.1光伏电解水系统示意图

济南大学硕士学位论文1第一章绪论1.1研究背景能源作为人类社会发展和进步的重要基础，在人类工业生产、社会活动和日常生活的每时每刻都起着不可替代的作用。当今社会，随着科学技术的飞速进步，社会生产力的不断提高，全球能源需求量不断增长，能源消耗速度持续快速增加[1]，这导致两个严峻的能....

图1.2.1P-N结形成原理图与太阳能电池工作原理图

使阳极贵金属（尤其是Pt）基催化剂毒化，由于CO在Pt上的强而优先的化学吸附会阻止连续的产氢活性位点，导致最多2至3个数量级的催化活性损失[7]。相较于矿物燃料制氢，利用光伏发电电解水制氢不会产生CO、CO2等温室气体，对环境完全友好，并且可以获得高纯度的氢气，避免了制氢过程中阳....

图1.3.1太阳能电池的伏安特性曲线

济南大学硕士学位论文31.3太阳能电池性能参数太阳能电池主要有开路电流Voc、短路电压Isc、填充因子FF和量子效率QE四个表征参数[8]。无光照条件下的扩散电流表示为））（（1-nkeexp0TVII=（1.3.1）其中I0为逆饱和电流，V表示负载的电压，n为二极管因子，k为玻....

图1.3.2太阳能电池的外量子效率

CdTe薄膜电池的制备及其在电解水制氢中的应用4太阳能的量子效率也是表征太阳能装置光电转换性能的重要参数之一，如图1.3.2。量子效率（QE）代表某个单色光波长下光生载流子数目与入射光子数之比。分析太阳能电池各个波段的量子效率，可以判断电池吸收光子后是否能够有效转换为电子，并以此....

本文编号：3992257