玻璃丝在化学实验中的作用范文篇1
关键词:原子吸收分光光度计期间核查
中图分类号:OS7文献标识码:A文章编号:1007-3973(2010)02-103-01
1前言
持有“计量认证合格证书”的实验室,具备向社会提供具有法律效力监测数据的资质。为保证监测数据的公正性、科学性、准确性,保持仪器的有效性和可靠性,要求实验室不仅应配备精度达到技术规范或标准要求的仪器,而且必须持续保证仪器处于完好状态。但是,由于仪器自身的机械光学电子特性、工作人员操作有误、环境(如温湿度、电磁干扰、噪声、振动等)等因素,导致仪器损坏、不稳定、漂移等情况经常发生,从而影响检验数据的准确性和可靠性。因此,对仪器的期间核查就显得尤为重要。
期间核查是在测量设备相邻两次校准或检定期间,采用可信的方法对其使用功能及测量性能进行的一种核查。本文以原子吸收分光光度计期间核查为例,以JJG694-1990《原子吸收分光光度计检定规程》为依据,采用标准物质核查法,即任意抽选在有效期内的一支铜、锌、铅、镉标准溶液和一支铜、锌、铅、镉标准物质,测量其标准样品值,评价其结果是否在标准样品保证值允许范围内。
2原子吸收分光光度计期间核查案例
2.1环境条件
仪器应放置在无剧烈震动,无腐蚀性气体,通风良好的实验室内,附近无强电磁场干扰,仪器上方应有排风系统,室温为5~35℃,相对湿度不大于80%,仪器供电电压为(2202)V,频率为(50)Hz。
2.2外观及通电检查
(1)仪器上有下列标志:仪器名称:3510原子吸收分光光度计;规格型号:3510;出厂编号:CN00005465
(2)仪器及附件的所有紧固件都连接良好,气路系统密封可靠,不得泄露,排废液管水封圈保持有水。
(3)观察仪器初始化正常,仪器的各旋钮及功能键都能正常工作,由计算机控制的仪器,当键盘输入指令时,各相应的功能正常,仪器预热30分钟。
2.3基线稳定性检查
把铜灯装上灯1插座,然后把灯装上灯架,预热3分钟。
静态基线稳定性:在不点火的状态下,测定铜谱线324.7nm基线稳定性,采用“瞬时”测量方式,测量半小时内最大漂移量为0.001,漂移≤0.005A/30min;瞬时噪声最大为0.001≤0.005/30min。
点火基线稳定性:点燃乙炔/空气火焰,吸喷去离子水,10分钟后在吸喷去离子水的状态下,测定铜谱线324.7nm基线稳定性,采用“瞬时”测量方式,测量半小时内最大漂移量为0.002,漂移≤0.006A/30min;瞬时噪声最大为0.002≤0.006/30min。
2.4测定标准曲线相关性及标准样品值
采用原子吸收分光光度法GB7475-1987,先后分别测定铜、锌、铅、镉标准曲线相关性及标准样品值,具体结果如下表2-1:
表2-1铜、锌、铅、镉标准曲线相关性及标准样品值监测结果一览表
2.5核查结论
放置仪器的实验室符合环境条件,外观检查良好,通电正常,零点基线稳定性正常,分别测得铜、锌、铅、镉标准曲线相关性都较好,标准样品值都在允许误差范围内。
综上所述,3510原子吸收分光光度计运行情况良好,可以继续使用;同时铜、锌、铅、镉标准溶液、标准物质均有效,可以使用。
3几点建议
(1)原子吸收分光光度计期间核查周期频率一般为一年一次,时间距上次外校6个月内。根据实验室仪器本身使用情况,如果是非常频繁或经维修以后,可以适当增加核查次数。
(2)经核查,如果仪器设备存在异常时,应该进行查找、分析原因,可更换核查方法及增加核查点,必要时应提前进行检定或校准。发现该仪器不合格,应立即停止使用,并对其造成的影响进行评估,对检验过的样品进行追溯,确保检测数据准确可靠,有效地维护实验室和社会的利益。
(3)本文采用的期间核查方法是标准物质法,其特点是可靠实用,简单易操作,不用刻意地去核查,在期间核查计划时间内,日常监测中,带测标准样品,即可完成;而且核查了仪器的同时也对标准物质进行了期间核查,减少了工作量,降低了运行成本。
(4)核查完成后,应对核查数据组织分析评价,形成报告,得出结论,将所有资料归档。
汽车防霜玻璃的探究
曾凡亮王记俊张娜
(燕山大学河北•秦皇岛066004)
摘要:寒冷的冬天,汽车玻璃上经常出现结霜现象,这样会严重影响司机的视线,明显提高了交通事故的发生率。现在中空玻璃、电阻器以及干燥剂等方面的技术已成熟,把它们很好的结合起来运用到汽车上,这就是汽车防霜玻璃。这种玻璃能够保证即使在寒冷的冬天,汽车玻璃上也不会出现结霜的现象。
关键词:中空玻璃结霜自动温控装置
中图分类号:TQ153文献标识码:A文章编号:1007-3973(2010)02-104-02
每当到冬季,因为汽车内空气湿度大,再加上车外温度低,汽车玻璃上容易结霜,使乘客看不到车外的景物,也严重阻挡了驾驶员的视线,非常容易导致交通事故,存在着极大的安全隐患。如果能够开发好汽车防霜玻璃,那将为广大的北方司机解决一个比较大的困难,同时,企业就会有自己新的技术领域,在同行业会更有竞争力,更会获得非常好的经济效益。
1国内外现状
目前,国内外许多专家都在为玻璃防霜做努力,各种防霜方式都有,例如玻璃防霜剂、玻璃清洁布等,但由于种种原因,都没有真正广泛地应用到汽车上。随着国内市场对中空玻璃需求的上升,中空玻璃生产机组及配套用密封材料的研制和生产均向国产化方向顺利进展,人们掌握的技术已经非常成熟;而汽车防霜玻璃是根据实际的需要对已有的技术进行新的改进形成的,前景必会非常广阔。因为它不仅解决了实际问题,还可以使我们的汽车在国际汽车行业中具有更大的竞争力。
2结构介绍
中空玻璃:由两片玻璃组合,用胶水粘合密封而成,玻璃夹层之间的气体是除去氧气的干燥空气,玻璃的左右两周(左右下三周或四周也可,根据需求确定)用电阻丝环绕;自动温控装置:通过温度传感器感应车内温度,然后把信号传给单片机;另一个温度传感器安装在中空玻璃内部,来感应中空部分的温度,然后把信号传给单片机,通过单片机处理,把温度显示在七段数字显示器上(也可直接显示在汽车显示器上),同时发出信号,通过三极管把信号放大,来控制继电器的开合,通过继电器的开与合实现加热电阻丝的工作与否,这样就实现了对中空部分气体温度的控制。
3设计原理
3.1原理
因为汽车玻璃结霜得根本原因就是因为车内湿度大,再加上车外温度过低,才形成了结霜现象。汽车防霜玻璃的设计原理是从结霜原因入手。汽车防霜玻璃采用中空结构,中空部分是脱氧的干燥空气,这样,脱氧的干燥空气不会氧化加热电阻丝,中空玻璃的外侧玻璃的内部也不会因车外的低温而产生结霜现象;汽车玻璃的周围有加热电阻丝,再加上自动温控装置,这样就保证了中空部分和车内温度的统一,进而保证了即使车内有再大得湿度也不会结霜。
3.2数据分析
常温情况下,玻璃在300K(26.85℃)左右时,导热系数为0.65―0.71W/(•K),空气在250―300K(-24.15―26.85℃)时,空气的导热系数在0.028―0.0259W/(•K),由传热学公式Q=•t/,导热系数越低则说明在相同情况下传导的热量越小。从上述数据可以看出,玻璃的导热系数大,单层窗则很容易导热,这样就使车内的温度降低,但人体最适宜的温度在18℃-24℃,所以司机会打开空调,这样就是车内温度升高,产生了车内外的温度差,加上汽车内部的湿度,如果是普通汽车玻璃,那么玻璃上将会出现结雾或结霜现象。而汽车防霜玻璃中空部分是干燥空气,空气的导热系数小,因此中空玻璃的传导系数比单层玻璃小得多,这样就改善了上述现象,再加上有加热电阻丝和自动温控装置,就进一步确保了汽车玻璃在寒冬也不会结霜。
4汽车防霜玻璃的制造
玻璃材料选用钢化玻璃。钢化玻璃具有较好的机械性能和热稳定性,属于安全玻璃。其强度较之普通玻璃提高数倍,抗弯强度是普通玻璃的3-5倍,抗冲击强度是普通玻璃5-10倍;改善了玻璃的易碎性,即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片,对人体的伤害极大地降低了。中空玻璃内充入的是干燥的除氧空气,也可以充入惰性气体,因为在中空玻璃中充填惰性气体,可增加中空玻璃的热阻值,防霜效果会更显著。
干燥刑有三种作用:吸附生产时密封在空气层的水分,吸附可挥发性有机溶剂和吸附中空玻璃寿命期进人空气层内的水汽。显然,选择合适的干燥剂的条件是必须同时满足干燥剂应具有的上述三个功能,但同时要求干燥剂不吸附空气层内的空气或惰性气体。3A分子筛除水分子之外不吸附任何物质(包括气体和挥发的化学溶剂)。中空玻璃最基本的性能特点是具有一个干燥的密封中空腔,密封达不到要求,干燥自然无法保证,结雾结露现象就会出现。复合胶条由美国化学家研制的一种复合密封材料,又称实唯高胶条。它是一种由100%固体挤压成型的高质量热塑性连续带状柔性材料,内密封剂、干燥剂和整体波浪形铝隔片组成。可很好的保持中空玻璃内部气体不泄漏和不被湿气侵蚀。
自动温控装置包括:温度传感器、单片机、七段数字显示器、三极管、加热电阻丝、继电器等。温度传感器DS18B20具有3引脚TO-92小体积封装形式;温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;51单片机是对目前所有兼容Intel8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机,后来随着技术的发展,8031单片机取得了长足的进展,成为目前应用最广泛的8位单片机之一,其代表型号是ATMEL公司的AT89系列,它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出,它以低廉的价格和强大的功能,受到广大电子设计爱好者和工程师的欢迎。恒温加热型PTC热敏电阻通过自身发热而工作,达到设定的温度后便自动恒温,具有恒温发热、无明火、(上接第104页)转换高,受电源电压影响极小,自然寿命就长等传统发热元件无法比拟的优势。再加上三极管、加热电阻丝、继电器等的协同工作,就能实现温度自动控制的过程了。
5市场分析
5.1成本分析
电阻器和单片机工作时耗电量很低,所以汽车防霜玻璃所用的电完全用电瓶和发电机提供即可。中空玻璃的防霜具有一定的效果,而汽车防霜玻璃完全拥有中空玻璃的全部优良性能,且它的防霜性能在中空玻璃的基础上大大提高。热敏电阻器的价格低廉,且汽车防霜玻璃与中空玻璃的加工流程基本相象,这样使得价格相差无几。所以汽车防霜玻璃将会很受消费者的青睐。
5.2汽车销量分析
2009年3季度,中央和地方相继出台了多个配套措施以扩大汽车消费,2009年前三季度汽车销量高达966万辆,超过2008年全年销量;1-8月,汽车行业实现利润1223.29亿元,同比增长17.5%。我过汽车市场正足呈现销量、利润双高增长的强劲复苏态势。2009年三季度,中央和地方政府继续出台了多项汽车产业调整和振兴规划的配套措施,继续推动国内汽车市场的蓬勃发展。
综合看来,从质量上而言,汽车防霜玻璃有着中空玻璃的全部优良性能,且在防霜性能上更优越于普通汽车玻璃。用汽车防霜玻璃取代普通玻璃,将会营造很好的经济效益和社会效益。
6结语
在当今社会,随着经济的发展,我国汽车产业发展速度明显加快。以汽车防霜玻璃取代普通汽车玻璃,这样在冬天我们乘车的时候可以尽情的观看外面的风景,再也不必受水汽的干扰。汽车防霜玻璃不仅提高了人们生活水平的质量,更重要的是大大的减少了交通事故的发生,给人们的出行带来了安全,更减少了人们因此而带来的痛苦,让人们更好的享受生活。
(基金项目:燕山大学大学生创新实验计划―汽车防霜玻璃研究报告)
参考文献:
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玻璃丝在化学实验中的作用范文
在物理学习活动中,项目学习是其中的一种重要学习方式。学生根据项目要求,能制作出丰富多样的项目产品。作为学生学习成果的表达方式之一,如何充分发挥产品的效用,如何在保持学生兴趣的同时对学生的物理学习提供有益的帮助,是教师亟需解决的课题。
若能将学生的项目产品与学生的课堂学习进行有机结合,发挥其资源载体的作用,这无疑将非常有效地培养学生的创新思维,提高学生的探究能力。下面以“自制温度计”为例,具体阐述项目产品的应用及其拓展。
一、项目原型:自制温度计的制作与使用
在人教版教材《温度》这一节内容中,有关于自制温度计的活动。借鉴这一活动,制作项目产品,不仅简单易行,可操作性强,同时对于培养学生的动手能力、动脑习惯也有非常大的帮助。
1.制作方法。
在小瓶中装满带有颜色的水。给小瓶配一个橡胶塞,橡胶塞上一根细玻璃管,使橡胶塞塞住瓶口。
2.使用方法。
将小瓶放入热水中,观察细管中水柱的位置,然后将小瓶放入冷水中,观察细管中水柱的位置。
3.应用与提升。
学生制作的产品如图1所示,用锥形瓶作为容器,并在玻璃管后方加了一个可以标刻度的硬纸板。学生通过制作温度计,首先对液体温度计的原理有了最直观的认识。同时也能将该产品应用于课堂之中,充分发挥其资源属性。
应用1:标注刻度。
教师提出问题:如何标注刻度?
学生讨论得出标注方法:先将瓶子放入标准大气压下的冰水混合物中,液柱位置为0℃,然后将瓶子放入标准大气压下的沸水中,液柱位置为100℃,再将这段距离100份等分。
应用2:如何提高精确程度?
例:制作液体温度计时,为提高温度计的准确程度,以下措施可行的是()
A.玻璃泡的容积做大一些,玻璃管内径做细一些。
B.玻璃泡的容积做小一些,玻璃管内径做粗一些。
C.玻璃泡的容积做大一些,玻璃管内径做粗一些。
D.玻璃泡的容积做小一些,玻璃管内径做细一些。
学生讨论与分析:液体温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的,玻璃泡中的液体遇热膨胀时,会在玻璃管中上升,升高相同的温度,体积膨胀相同。如果管子越细,上升的刻度越多,越灵敏;增大玻璃泡的容积,温度变化量相同时,液体总体积的变化量会更大,在玻璃管中上升的高度会更大。
二、项目产品拓展1:自制气压计
在学习《气体的压强》这一节内容时,测量用的金属盒气压计、水银气压计并不是每个学校都能配备,由于器材的稀缺,学生很难直观地去感受大气压强与高度之间的关系。人教版教材中又适时给出了“自制气压计”的学生活动。
1.制作方法:
取一个瓶子,放入适量有颜色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。
2.使用方法:
从玻璃管上端吹入少量气体,使瓶内气压大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以上。拿着它从楼下走到楼上,观察水柱高度的变化。
提示学生将以前制作的“自制温度计”与之进行对比,并进行项目产品的制作调整。作品如图2所示。
3.应用与拓展:
应用1:探究大气压强与高度的关系。
学生讨论分析自制气压计的原理:瓶内气压等于水柱所产生的压强加上大气压强。若大气压强变大,则水柱液面会下降;若大气压强变小,则水柱液面将上升。
使用该气压计进行实地测量,得出结论,海拔高度越高,大气压强越小。
应用2:评估该气压计的不足。
与学生共同评估该气压计在使用时的注意事项:不能用手直接拿着瓶子,以免由于水以及瓶内气体热胀冷缩而对实验结果造成影响。
通过对项目产品“自制温度计”进行改装,不仅让学生对温度计的知识进行了回顾,同时也使他们更加直观地感受了装置的些许差异所带来的物理意义的全新阐释。
三、项目产品拓展2:自制焦耳定律演示器
义务教育物理课程标准(2011版)对焦耳定律的内容要求是:通过实验,探究并了解焦耳定律。“了解”虽然属于知识要求的最低层次,但是“探究”则表明对学生的探究能力的培养提出了更高的要求。
1.教材中的演示器材及使用反馈。
教材中通过探究影响电流热效应的因素这一探究活动来引出焦耳定律。在猜想环节,学生的猜想可以说五花八门,教师对这一环节很难处理与把握。而在探究环节需要花费较长的时间进行探究活动。
实验器材如图3所示,将一段电阻丝浸没在一定质量的煤油中,通电时,电阻丝产生的热量被液体吸收,液体的温度就会升高。因此可以通过液体温度的变化来比较产生热量的多少。
实验步骤:(1)将两段阻值不等
的电阻丝分别浸没在两瓶质量相等的煤油中,将其组成串联电路,通电一段时间后切断电源,观测不同电阻丝所在液体温度的变化。(2)控制通电时间相等,调节滑动变阻器,改变通过电阻丝的电流大小,观察其中一根电阻丝所在液体的变化。(3)延长通电时间,观察液体温度的变化。
实践中存在的不足:首先,煤油的气味较为难闻。其次,液体的选择是必须首先考虑的问题,虽然可以回顾比热容的知识,但是增加课堂的容量,对本节课知识的建构并没有实质性的帮助。最后,在探究产生热量与电阻关系、电流关系时,煤油的冷却需要花费一定的时间,影响实验的继续开展。
2.自制焦耳定律演示器。
以自制气压计为基础,将一根电阻丝放置在瓶内气体中。通过观察玻璃管中液柱的变化情况来判断释放出的热量。产品如图4所示。
优点:使用一次后,拔出瓶塞,瓶内空气温度就能迅速降至室温,以便于迅速进行下一步的探究环节。
通过对项目产品的进一步改装,解决了实践过程中的问题,同时又一次充分发挥了其资源载体的优势与作用,让学生对自己的作品有了更加深刻的认识,提高了他们的学习兴趣。
玻璃丝在化学实验中的作用范文
【关键词】染料敏化太阳能电池电极制作细节
在染料敏华太阳能电池制作过程中,两个电极[1]的制作是最重要的制作环节,其制作程序直接影响电池的光电性能(光电转换效率等)。
常用来制作染料敏化太阳电池光阳极的半导体材料主要有纳米TiO2、ZnO、SnO2、和Nb2O5等氧化物[2]。在纳米TiO2薄膜制备领域,目前有两大研究热点:在柔性衬底上制备TiO2薄膜和制备规整有序的纳米TiO2薄膜。为了改善电池的光电性能,人们采用了TiCl4表面处理、表面包覆和掺杂等物理化学修饰技术来改善纳米TiO2电极的特性。TiCl4表面处理可改变TiO2导带位置,增大光电子注入效率[3]。在纳米TiO2表面包覆具有较高导带位置的半导体或绝缘层以形成类似核-壳结构的阻挡层来减少TiO2导带电子和氧化态染料或电解质中的电子受体的复合概率[4]。实验表明,在纳米多孔薄膜中适当的掺杂他类金属离子可以增强电池的光电性能。刘秋萍等以Mg掺杂TiO2薄膜取得了7.12%的转化效率,较未掺杂的电池短路电流提高了26.7%[5]。张盼盼等的研究也表明,在TiO2薄膜中掺杂Zn能提高TiO2导带能级,同时可延长俘获态电子的复合时间常数,提高电池的开路电压[6]。经过二十多年的研究,在对燃料敏化电池的光阳极、染料、电解质、对电极等关键材料的研究取得一些列可喜成果之后,其光电转化效率已经达到了15%的商业化生产标准[7]。
现有文献一般叙述大体制作工序,在实际操作过程中需要有更具体的技术细节才能制作出高质量的电极。因此我们对光阳极的制作过程做了细致研究,以保证实验的稳定性与可重复性。
1燃料敏化电池的内部结构和工作原理(如图1)
“染料敏化太阳能电池”全称“染料敏化纳米多孔TiO2薄膜太阳能电池”,是模拟自然界中的光合作用原理,采用吸附染料的纳米多孔TiO2半导体膜作为光阳极,并选用适当的氧化-还原电解质,用镀铂的导电玻璃作光阴极。其主要由纳米多孔半导体TiO2薄膜、染料敏化剂、氧化还原电解质、对电极和导电基底结构组成。
当太阳光照射到电池表面时,镶嵌在纳米TiO2薄膜表面的光敏染料吸收光子,染料分子受到激发由基态跃迁到激发态,后TiO2的导带注入电子,此时染料自身转变为氧化钛的正离子。注入到二氧化钛层的电子富集到导电基底,并通过外电路流向对电极,形成电流。染料正离子接受电解质溶液中的电子给体得到电子,自身恢复为还原态,使染料分子再生。电解质中的被氧化的电子给体扩散至对电极,在对电极表面得到电子,被还原,从而完成循环,在整个过程中,表观上化学物质没有发生变化,而光能转化成了电能。
2染料敏化太阳电池电极的制作细节
燃料敏化电池的光阳极是由导电玻璃基底、在基底导电面结晶而成的半导体氧化物薄膜和吸附于氧化物晶体颗粒上的光敏剂三部分组成,是实现光能向电能转换的关键部件。实验发现,在光阳极的制作过程中,对导电玻璃前期处理不规范,会使电池性能起伏严重,降低实验的可重复性。故而,我们将对导电玻璃的前期处理做了规范,起到了良好的效果。
2.1对导电玻璃的前期处理(如图2)
切割导电玻璃:按丝网印刷机的网格大小制图,按图在玻璃无导电膜的一面上切割,玻璃刀的斜度为45°为宜,在剖开玻璃时两手平行用力。
打孔:在制作光阴极时需要打孔,打孔位置应预先标记,根据工作面积大小选择打孔数目,在对电极的工作面外侧进行打孔。常用的打孔设备有超声波打孔机,激光打孔机等。
清洗玻璃:用棉球蘸洗衣液清洗导电玻璃,在带有导电材料一面,棉球应沿一个方向擦动;然后,依次使用无水乙醇、丙酮、无水乙醇浸泡,并进行超声处理,每一过程持续30min左右。
烧玻璃:为了去除玻璃上的有机物质制造电池的玻璃以450°的温度烧结,烧结时间为3小时,取出玻璃时温度降到120°。
2.2制作光阳极(如图3)
(1)制备TiO2薄膜。目前制备TiO2薄膜的方法很多:浸渍法、旋转法、高温溶胶喷射沉积法、丝网印刷法、溅射法等多种技术,本文着重运用丝网印刷技术制备TiO2多孔薄膜电极,使TiO2胶体能够更好的吸附在导电玻璃上,以达到电子外电路输送效率更高的目的,过程如下:
①根据丝网版的印刷位置调整丝网印刷机的印刷范围,利用网格图,将定位玻璃板与TiO2薄膜电极一块放到印刷台上,手调定位板的位置,观察玻璃基底处于丝印图案正下方的位置。②确定位置后,抬起丝网版,用胶带固定住定位玻璃板,并用铅笔轻轻勾勒出玻璃基底的具置。③放下丝网版后,在丝印图案边沿一端滴加少量的TiO2胶体,将软质刮刀调整到一定的高度,使刮刀的压力倾斜度约为45°,启动机器,让软质刮刀在丝网版上刮动一次,使胶体在刮刀的作用下通过网孔,均匀的沉积到导电玻璃上,尽量一次完成,多余的胶体回收利用。④抬起丝网版,轻轻移出夹在中间的薄膜电极,置于干净处备用,及时用酒精溶液清洗丝网版及软质刮刀。若要制备多层不同粒径的TiO2薄膜,可采用逐层印刷法,每印刷一层薄膜都必须烧结一次。
将印刷有多孔薄膜的基底放入马弗炉内,膜面朝上,以每分钟15℃的速度升温,于450℃时温恒煅烧15min,当炉温自然冷却至350℃时恒温10min,接而继续以每分钟15℃的速度升温至450℃时恒温15min,最后将电极在马弗炉里面自然冷却,120℃时用镊子取出制备的多孔膜电极。烧结温度不宜过高,主要除去胶体中的水分及有机物,使TiO2形成多孔的高比表面积形状,以吸收更多的染料分子,增大光的捕捉效率,过高的烧结温度反而会导致胶体薄膜的碳化,因此控制温度是极其重要的。
(2)染料色素液的配制。敏化染料作为燃料敏化电池的光捕获天线,它的性能是决定电池光电转换效率的重要因素,它不仅需要很宽的可见光谱吸收,以尽可能多的利用太阳光,而且要紧密地吸附在薄膜电极表面和较好的稳定性,以便于长期循环使用。本文使用了N719商品染料。
称取36mg染料样品放入50mL小烧杯中,用无水乙醇做溶剂,少量多次转移到100ml容量瓶内,快到刻线时用滴管定容,摇匀。最后放入小磁子,用黑色保鲜膜包裹容量瓶外侧,放在磁力搅拌器上搅拌24h充分溶解。
(3)电极的染料敏化。将烧结好的TiO2薄膜电极浸泡到已配好的染料溶液中,密封保存12小时,使染料分子充分吸附在TiO2薄膜上,用镊子取出电极,无水乙醇冲洗电极染料层表面,洗去吸附在表面的染料分子,防止吸附松脱的染料对电子输送的干扰,用吹风机吹干,剩余的染料溶液及无水乙醇回收保存以备下次使用。
2.3制作对电极
取少量氯铂酸用移液管均匀地涂在处理好的导电玻璃的导电面上,待其晾干后,放入炉子中,使其在温度300°的放置10分钟,420°的放置20分钟,然后降温降到120°时可出炉。
3结语
本文叙述和总结了制作染料敏华太阳能电池电极的技术细节。对光阳极纳米多孔半导体薄膜和电解质研究的深入,燃料敏化电池的光吸收效率和光电转化效率不断提升。随着燃料敏化电池的光电转化效率达到15%商业化生产的标准,在现有技术的基础上,进一步减低成本、提高效率和稳定性,其在社会生活中的应用将会逐步推广开来,成为硅电池的有力竞争者。
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