作為地球能量之源,太陽能因儲量無限、開采靈活、傳輸過程無公害等優(yōu)勢而將成為支撐人類未來生活的最主要能源。目前太陽能的利用效率仍然較低,如何通過新型裝置實現(xiàn)能量的高效捕集及轉(zhuǎn)化逐漸成為太陽能發(fā)展技術(shù)中的瓶頸問題。納米尺度金屬顆粒獨(dú)特的表面等離激元共振效應(yīng)在近場光學(xué)領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注,然而規(guī)則等離激元顆粒的吸收帶寬局限于很窄的波段范圍,無法與特定場合的光譜需求相匹配。因此有必要通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計,獲得具有特殊結(jié)構(gòu)的納米顆粒,實現(xiàn)顆粒吸收光譜連續(xù)可調(diào)。本文通過調(diào)控Ag@TiO₂納米顆粒的光譜吸收性能,開展基于等離激元共振或光譜選擇性吸收核殼納米顆粒的光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及熱電聯(lián)產(chǎn)性能研究。采用溶劑熱合成方法,在常溫、低毒性環(huán)境以氮氮-二甲基甲酰胺快速還原AgNO₃同時控制鈦酸四丁酯緩慢水解的方法合成核殼Ag@TiO₂納米顆粒。通過控制前驅(qū)體摩爾比、誘導(dǎo)劑濃度、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間等方式,實現(xiàn)納米顆粒的寬光譜吸收及吸收峰位的連續(xù)可調(diào)。借助顆粒形態(tài)變化及光學(xué)吸收性能分析,揭示納米顆粒的生長機(jī)理,得到核殼Ag@TiO₂

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要物理量名稱及符號表
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 納米顆粒在光伏/光熱器件中的應(yīng)用
        1.2.1 太陽能光熱轉(zhuǎn)換
        1.2.2 太陽能光電轉(zhuǎn)換
        1.2.3 太陽能光伏光熱轉(zhuǎn)換
    1.3 等離激元共振納米顆粒吸收光譜調(diào)控
        1.3.1 金屬納米顆粒吸收光譜調(diào)控
        1.3.2 金屬-半導(dǎo)體核殼結(jié)構(gòu)吸收光譜調(diào)控
    1.4 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 Ag@TiO_2納米顆粒的可控制備
    2.1 引言
    2.2 Ag和 Ag@TiO_2納米顆粒的制備及表征
        2.2.1 化學(xué)試劑
        2.2.2 Ag納米顆粒的制備
        2.2.3 Ag@TiO_2 納米顆粒的制備
        2.2.4 Ag@TiO_2 納米顆粒的表征
        2.2.5 Ag@TiO_2 納米顆粒的吸收光譜
    2.3 Ag@TiO_2 納米顆粒吸收光譜調(diào)控
        2.3.1 前驅(qū)體摩爾比調(diào)控
        2.3.2 誘導(dǎo)劑濃度調(diào)控
        2.3.3 反應(yīng)溫度調(diào)控
        2.3.4 反應(yīng)時間調(diào)控
    2.4 Ag@TiO_2 納米顆粒合成機(jī)理
    2.5 本章小結(jié)
第3章 Ag@TiO_2納米流體同步蒸發(fā)及集熱性能研究
    3.1 引言
    3.2 納米流體的制備
    3.3 納米流體的吸收光譜
    3.4 納米流體驅(qū)動蒸發(fā)及集熱實驗原理
        3.4.1 實驗裝置及操作介紹
        3.4.2 實驗數(shù)據(jù)處理
        3.4.3 實驗誤差分析
    3.5 納米流體驅(qū)動蒸發(fā)及集熱實驗結(jié)果
        3.5.1 納米顆粒濃度的影響
        3.5.2 光照強(qiáng)度的影響
        3.5.3 納米流體中的能量傳遞規(guī)律
        3.5.4 納米流體的重復(fù)使用性和穩(wěn)定性
    3.6 本章小結(jié)
第4章 Ag@TiO_2納米顆粒膜界面水蒸發(fā)性能研究
    4.1 引言
    4.2 納米顆粒負(fù)載膜的制備
    4.3 膜的基本性能表征
        4.3.1 表面潤濕性
        4.3.2 導(dǎo)熱系數(shù)
        4.3.3 表面粗糙度
    4.4 納米顆粒膜驅(qū)動水蒸發(fā)實驗原理及誤差分析
    4.5 納米顆粒膜驅(qū)動水蒸發(fā)研究結(jié)果
        4.5.1 基底的選擇
        4.5.2 納米顆粒面密度的影響
        4.5.3 光照強(qiáng)度的影響
        4.5.4 納米顆粒負(fù)載膜蒸發(fā)器中的能量傳遞規(guī)律
        4.5.5 納米顆粒負(fù)載膜的可重復(fù)使用性驗證
    4.6 本章小結(jié)
第5章 Ag@TiO_2納米顆�；旌系娜玖厦艋柲茈姵匦阅苎芯�
    5.1 引言
    5.2 電池的制備及性能評估
        5.2.1 實驗材料
        5.2.2 漿料的制備
        5.2.3 電池組件的制備及電池封裝
        5.2.4 電池性能測試
        5.2.5 實驗誤差分析
    5.3 納米顆�；旌蠈﹄姵匦阅艿挠绊�
        5.3.1 混合顆粒對光譜吸收性能的影響
        5.3.2 納米顆�；旌狭繉﹄姵匦阅艿挠绊�
    5.4 介孔TiO_2顆粒對電池性能的改善
        5.4.1 介孔TiO_2顆粒的制備及表征
        5.4.2 雙層膜電池性能優(yōu)化結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
第6章 Ag@TiO_2納米流體在太陽能光束分離器中的分頻性能研究
    6.1 引言
    6.2 納米流體的透射光譜
    6.3 光束分離性能理論計算
        6.3.1 光熱輸出模型
        6.3.2 光電輸出模型
        6.3.3 納米流體光束分離性能計算結(jié)果
    6.4 光束分離性能實驗研究
        6.4.1 太陽能光束分離實驗原理
        6.4.2 光束分離性能評價方法
        6.4.3 實驗誤差分析
        6.4.4 光伏光熱轉(zhuǎn)化性能
        6.4.5 優(yōu)值函數(shù)分析
        6.4.6 穩(wěn)定性驗證
    6.5 乙二醇溶液光束分離器
        6.5.1 光伏光熱轉(zhuǎn)化性能
        6.5.2 優(yōu)值函數(shù)分析
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于低維碳材料的高效光熱蒸汽轉(zhuǎn)化研究[D]. 李秀強(qiáng).南京大學(xué) 2018

碩士論文
[1]基于多酸的鉬基碳化物電催化劑的制備及其在染料敏化太陽能電池對電極中的應(yīng)用[D]. 王婷.東北師范大學(xué) 2018
[2]TiO2光陽極摻雜在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用[D]. 鄧華權(quán).天津大學(xué) 2016



本文編號：3697375