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金属、二元及三元合金作为染料敏化太阳能电池对电极的研究进展
Review on metal, binary and ternary alloy as counter electrode for dye-sensitized solar cells
Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps · institutional affiliations. · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
本综述的创新之处在于将单一金属、二元合金和三元合金用作染料敏化太阳能电池（DSSCs）中的对电极（CE）。合金可分为二元合金和三元合金。本文描述了用于DSSC对电极中金属的一些性质，展示了采用这些合金的器件的功率转换效率（PCE），并将其与使用无铂对电极的器件进行了比较。本文还阐述了PCE与电化学阻抗谱（EIS）、循环伏安法（CV）以及Tafel极化参数之间的关系。结论表明，通过选用组分金属之间具有良好相容性的二元和三元合金，可进一步提高DSSC的效率。使用二元合金和三元合金的器件效率分别达到了...
解读: 该染料敏化太阳能电池对电极合金化技术对阳光电源光伏产品具有参考价值。二元/三元合金对电极实现9%以上转换效率,其电化学阻抗优化思路可启发SG系列逆变器的功率器件选型。合金材料的协同效应原理可应用于SiC/GaN混合拓扑设计,降低开关损耗。电极界面催化机制对储能系统ST系列PCS的电极材料改进、提升充...
尖晶石铁酸钴锚定聚吡咯复合材料作为储能应用阴极材料的电化学研究
Electrochemical investigation on spinel cobalt ferrite anchored polypyrrole composite as a cathode material for energy storage applications
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在本研究中，通过一种简单的原位化学氧化聚合方法合成了铁酸钴@聚吡咯（CoFe₂O₄@PPy）纳米复合材料，并将这种简便制备的聚合物纳米复合材料（PNC）电极用于电化学储能应用。对所制备纳米复合材料的物理和电化学性能进行了表征。所制备PNC电极的电化学性能在6 M KOH水溶液电解质中进行了研究。该PNC被制备成电极并在双电极系统中进行测试，在2 A g⁻¹的电流密度下获得了69.63 F g⁻¹的比电容。所制备的器件在经过20000次GCD循环后仍表现出优异的循环稳定性（68.86%），并在25...
解读: 该钴铁氧体@聚吡咯复合材料展现出优异的电化学储能性能,其24.75 Wh/kg能量密度和4255.28 W/kg功率密度对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有参考价值。该材料在20000次循环后仍保持68.86%容量保持率,为我司储能系统电极材料优化提供新思路。其高倍率性能特...
锂掺杂间苯二酚-甲醛干凝胶用于高功率密度水系对称超级电容器
Lithium-doped resorcinol–formaldehyde xerogels for high-power-density aqueous symmetric supercapacitors
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干凝胶因其三维可调的多孔结构、大的比表面积和优异的电学性能，在超级电容器等储能器件中具有广阔的应用前景。本研究成功制备了锂掺杂的RF干凝胶，并通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）以及比表面积（BET）分析对其结构和组成进行了表征，证实了材料的成功合成。循环伏安法（CV）测试结果表明，10%锂掺杂RF干凝胶在电流密度为0.1 Ag⁻¹时的恒电流充放电比电容（C GCD）达到最大值62.4 Fg⁻¹。...
解读: 该锂掺杂气凝胶超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其高功率密度(573.3 Wkg⁻¹)和能量密度(34.6 Whkg⁻¹)特性可应用于ST系列PCS的直流侧功率缓冲模块,改善PowerTitan储能系统的瞬态响应性能。该材料的三维多孔结构和大比表面积特性可为充电桩产品的超级电容辅助启...
多壁碳纳米管与镍钨酸盐纳米颗粒的复合用于下一代储能
Integration of NiWO4 nanoparticles with multi-walled carbon nanotubes for next-generation energy storage
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对具有高能量密度和高功率密度的超级电容器的需求加速了高效电极材料的开发。在本研究中，我们采用一种简单的水热法制备了多壁碳纳米管（MWCNT）与镍钨酸盐（NiWO4）的二元复合材料，该材料在1 A g−1电流密度下实现了885 F g−1的比电容，并表现出优异的循环稳定性，在5000次循环后仍保持86%的容量。电化学分析表明，随着扫描速率的增加，MWCNT/NiWO4复合材料的电荷存储机制发生转变，其“b值”从0.84降至较低值，显示出以电容为主导的行为，这可能归因于双电层的形成以及MWCNT的存...
解读: 该MWCNT/NiWO4复合电极材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其885 F/g比电容和0.9Ω超低电荷转移电阻特性,可为PowerTitan储能系统和ST系列PCS的电容储能单元提供性能优化方向。材料的电容主导型储能机制(b值0.84)与快速充放电特性,适合应用于储能变流器直流侧支撑电...
功率密度对恒定厚度溅射ZnO:Ga薄膜的影响
Power density effect on sputtered ZnO:Ga thin films of constant thickness
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本文采用射频磁控溅射法在室温下将ZnO:Ga（GZO）薄膜沉积在玻璃基底上，研究了GZO薄膜性能随射频功率密度的变化关系。当射频功率密度从0.45增至2.4 W/cm²时，GZO薄膜的结晶性、电阻率和透光率分别从824 cps/deg.恶化至149 cps/deg.，从1.85 × 10⁻³ Ω·cm恶化至20.8 × 10⁻³ Ω·cm，以及从87.8%下降至85.7%。然而，镓含量、氧空位浓度和表面化学键合等化学键合特性并未表现出一致的变化趋势。该结果被认为是由恒定薄膜厚度条件下溅射粒子表面...
解读: 该GZO薄膜溅射工艺研究对阳光电源储能系统PCS功率器件封装及光伏逆变器散热优化具有参考价值。研究揭示恒定厚度下溅射功率密度对薄膜电阻率和透光率的影响规律,可应用于ST系列PCS中SiC/GaN器件的透明导电层优化,通过控制溅射参数降低接触电阻。同时,表面碰撞抑制机制对PowerTitan储能系统的...
探索在不同溶剂中合成的非金属
磷）掺杂金属氧化物
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超级电容器作为下一代清洁能源存储的关键解决方案正在兴起，然而提高其电容仍然是一个主要挑战。本研究通过水热法使用不同溶剂——蒸馏水、乙醇以及水-乙醇混合液，合成了磷掺杂的NiCo2O4纳米颗粒。采用XRD、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、能量色散X射线光谱（EDAX）、X射线光电子能谱（XPS）、透射电子显微镜（TEM）和BET分析等综合表征技术，对样品的结构、形貌和表面特性进行了评估。值得注意的是，在乙醇中合成的样品表现出高达81.36 m²/g的比表面积。在2 M KOH电解液中采用三电...
解读: 该磷掺杂NiCo2O4超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其545.45 Fg⁻¹的比电容和93.21%的循环稳定性,可为ST系列PCS的直流侧储能单元提供快速功率响应方案,特别适用于PowerTitan系统的调频调峰场景。该材料的高倍率性能可优化充电桩产品的峰值功率缓冲设计,配合GF...
氮化硅钝化层在多晶硅表面织构化及其功能行为研究
Texturing of silicon nitride passivation layers on functional behaviour study of polycrystalline silicon (p-Si) made with plasma enhanced chemical vapour deposition
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多晶硅（p-Si）因其成本效益高、在太阳能电池中的高效性以及在电子器件中的广泛应用，对半导体和光伏产业至关重要。本研究通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法制备了具有不同厚度氮化硅（SiNx）涂层的多晶硅（p-Si）层，并系统合成与评估了其功能性特征。该研究探讨了不同厚度的SiNx织构层对底层p-Si基底光学和电子特性的影响。结果证实，SiNx钝化层对于提升基于p-Si器件的效率具有关键作用，能够降低表面复合速率、提高太阳能转换效率并增强光捕获能力。本文还研究了SiNx涂层厚度对p-Si...
解读: 该p-Si/SiNx钝化层研究对阳光电源SG系列光伏逆变器及PowerTitan储能系统具有重要价值。30nm SiNx层实现86%量子效率和1.55eV带隙优化,可提升组件端转换效率,直接增强MPPT算法输入功率质量。降低表面复合速率技术可应用于1500V高压系统的组件选型标准,优化iSolarC...
蜂窝状开放边缘还原氧化石墨烯
rGO）负载NiO/Co3O4作为混合超级电容器先进正极材料
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通过一种简单且成本低廉的水热-煅烧法制备了蜂窝状开放边缘还原氧化石墨烯纳米片（HOrGO NSs）并填充过渡金属氧化物（TMOs），即Co3O4/NiO纳米颗粒（NPs）。采用粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱以及Brunauer-Emmett-Teller技术对所制备材料的性质进行了表征。该复合电极在1 A g⁻¹电流密度下表现出高达1345 F g⁻¹的比容量，并展现出优异的倍率性能，在1 A g⁻¹电流密度下容量保持率达到93.6%。此外，组装的Co3O4/N...
解读: 该蜂窝状石墨烯复合金属氧化物超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其1345 F/g高比容量和98.1%循环稳定性可应用于ST系列PCS的直流侧储能优化,提升PowerTitan系统的功率响应速度和循环寿命。石墨烯增强的电子传导特性可借鉴于SiC/GaN功率器件的散热设计,而快速充放电性...
用于超级电容器应用的RuO2/活性炭复合电极材料的电化学研究
Electrochemical studies of RuO2/activated carbon composite electrode materials for supercapacitor applications
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近年来，由于现代社会能源需求不断增长，电化学储能已成为突出的研究重点。除了电池之外，超级电容器（SCs）正日益被视为具有前景的可再生且可持续的储能装置。超级电容器的电化学性能在很大程度上取决于电极材料的选择、电解质的性质以及分析过程中所采用的工作电位窗口。基于碳的电极材料具有可调的电导率、高比表面积和快速的电子转移动力学特性，但其较低的比电容限制了其商业化进程。二氧化钌（RuO2）材料因其高的比电容值而被广泛认为是适用于超级电容器的理想材料，但其高昂的制备成本及团聚效应限制了其市场应用。因此，基...
解读: 该RuO2/活性炭复合电极材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其502 F/g比电容和98%循环稳定性可启发ST系列PCS的超级电容模块优化,用于功率缓冲和频繁充放电场景。复合材料降本思路契合PowerTitan储能系统的成本控制需求。绿色合成工艺与快速充放电特性可应用于充电站的峰值功率支撑...
用于光电和电容储能应用的PVA/PVP/ZnWO4/Sn共混聚合物的多功能特性
Multifunctional attributes of PVA/PVP/ZnWO4/Sn-blended polymers for optoelectronic and capacitive energy storage uses
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本研究旨在制备纳米ZnWO4/Sn掺杂的聚乙烯醇（PVA）/聚乙烯吡咯烷酮（PVP）复合材料，以应用于多种光电及电容器储能领域。对填料样品的相组成、晶粒尺寸和形貌进行了表征。采用X射线衍射仪检测了掺杂量对纯共混基体样品结构的影响。填充后的样品在UVA和UVB区域具有吸收特性。当基体共混样品中ZnWO4/Sn含量为7 wt%时，其直接带隙和间接带隙能量分别为3.93 eV和3.41 eV。在可见光区域，随着ZnWO4/Sn含量的增加，基体共混样品的折射率升高。在可见光区，光学介电常数随填充物含量的...
解读: 该PVA/PVP/ZnWO4/Sn复合聚合物材料研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要参考价值。材料在7wt%掺杂时展现出最高介电常数和交流电导率,1-5wt%配比下电容性能优异,可为储能系统的电容器件优化提供新思路。其宽频介电特性和非线性光学性能提升,对PCS功率模...
利用新型TiO₂-WO₃-GO纳米结构光阳极提升染料敏化太阳能电池的光电性能
Enhancing photovoltaic performance of DSSCs using novel TiO2-WO3-GO nanostructured photoanodes
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本研究报道了一种新型三元TiO₂-WO₃-GO纳米复合材料的合成及其作为光阳极材料在提高染料敏化太阳能电池（DSSCs）效率中的应用。该复合材料通过简单的水热法制备，并采用能量色散X射线光谱（EDS）、透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）进行表征，结果均证实了TiO₂、WO₃和氧化石墨烯（GO）的成功复合。此外，还利用X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）进一步确认了GO和WO₃组分的形成。为了提升DSSC的性能，研究探讨了不同GO浓度（0.01–0.03 g）对电荷...
解读: 该TiO2-WO3-GO三元纳米复合光阳极技术对阳光电源SG系列光伏逆变器具有重要参考价值。研究中8.3%的DSSC效率提升和15.3mA/cm²的短路电流密度改善,验证了纳米材料优化电荷传输的有效性。其抑制电子-空穴复合的机制可启发我们在SiC/GaN功率器件界面优化和MPPT算法改进方向的研究,...
用于钙钛矿太阳能电池的SmMoSe2电子传输层的光伏性能增强
Enhanced photovoltaic performance of SmMoSe2 electron transport layer for perovskite solar cells
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电子传输层（ETLs）是钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的关键组成部分，能够促进高效的电子收集并减少复合损失。尽管过渡金属二硫属化合物作为电子传输层已展现出良好的应用前景，但掺杂钐（Sm）的二硒化钼（MoSe2）（5%和10%）作为电子传输层的潜力尚未被探索。本研究探讨了通过水热合成法引入SmMoSe2对PSCs理化性质及光伏性能的影响。电流-电压（J-V）特性表明，钐掺杂显著提升了太阳能电池的性能。纯MoSe2器件表现出11.27 mA/cm²的短路电流密度（Jsc）、1.02 V的开路电压（V...
解读: 该SmMoSe2电子传输层技术通过提升钙钛矿电池效率至10.24%,为阳光电源SG系列光伏逆变器的组件匹配提供新思路。其降低带隙、加速电荷转移的机制可启发我们SiC功率器件的载流子优化设计。特别是掺杂浓度与效率的正相关性,对ST系列储能变流器中的功率半导体材料改进具有借鉴意义,有助于降低开关损耗、提...
铝纳米颗粒掺杂对PVA复合薄膜结构和光学性能的影响
Influence of aluminum nanoparticle integration on the structural and optical properties of PVA composite films
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由聚乙烯醇（PVA）构成的复合薄膜中掺杂了不同含量的铝纳米颗粒（Al NPs）（0.0、0.04、0.08、0.1 wt%），样品采用浇铸法制备。合成该类复合薄膜旨在获得优良的光学和电学性能，以应用于光电光子器件，如太阳能电池和能量存储器件。通过X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）进行结构分析。XRD分析结果表明，Al NPs在PVA基体中完全溶解，且随着Al NPs浓度的增加，其结晶度（Xc）从43%降低至22%。FTIR光谱显示，在1100–500 cm−1范围内，由于Al ...
解读: 该PVA-Al纳米复合膜技术对阳光电源光伏组件封装材料创新具有参考价值。研究显示Al纳米粒子可调控薄膜折射率(2.2-5.9)和光学带隙,这为SG系列逆变器配套的高效光伏组件开发提供材料优化思路。复合膜的光电特性改善可应用于提升组件光吸收效率,配合1500V系统和MPPT优化技术,potential...
硫化时间对化学浴沉积法制备Bi2S3薄膜性能的影响
Influence of sulfurization time on the properties of Bi2S3 films synthesized via chemical bath deposition
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由于具有高吸收系数、直接带隙、地壳中丰富的元素组成以及环境友好等优异特性，硫化铋薄膜在光伏电池制备领域受到越来越多的关注。为此，本文研究了在恒定硫化温度350 ℃下，硫化时间对通过化学浴沉积（CBD）法制备的Bi2S3薄膜性能的影响。所制备的Bi2S3薄膜分别在350 ℃下硫化30、60和90分钟。X射线衍射图谱显示，所有不同硫化时间处理的薄膜均呈现以(130)晶面为主的正交晶系Pbnm空间群结构。硫化60分钟的薄膜表现出较大的晶粒尺寸，位错密度较低，晶格应变最小。拉曼光谱证实了Bi2S3特征的...
解读: 该硫化铋薄膜制备技术对阳光电源光伏逆变器产品线具有前瞻价值。研究表明60分钟硫化处理可获得1.37eV理想带隙的p型吸收层,其低成本、高吸收系数特性可启发SG系列组串逆变器在新型薄膜电池适配方面的MPPT算法优化。该材料的环境友好性与阳光电源绿色制造理念契合,可为1500V高压系统提供更高效率的光伏...
电沉积FeNiWMoMn高熵合金：合成、表征及退火处理
Electrodeposited FeNiWMoMn high-entropy alloys: synthesis, characterization, and annealed
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采用电沉积方法在铜基体上于水溶液中制备了FeNiWMoMn高熵合金（HEA）涂层。沉积温度设定为75 °C，电流密度恒定为1 A/dm²，沉积时间分别为30 min、60 min和90 min。将沉积60 min的样品在200 °C下退火1小时，以研究其对磁性和结构性能的影响。利用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、能量色散X射线光谱（EDS）和电化学阻抗谱（EIS）对FeNiWMoMn合金涂层进行了表征。X射线衍射分析结果表明，该合金呈现立方晶体结构。晶粒尺寸在沉积时间为...
解读: 该FeNiWMoMn高熵合金电镀技术对阳光电源功率器件散热与电磁屏蔽具有应用价值。其纳米级晶粒结构(25-27nm)和优异的耐腐蚀性能可应用于ST系列PCS和SG逆变器的铜基母排表面改性,提升高温高湿环境下的可靠性。退火工艺降低位错密度、提高极化电阻的特性,可优化储能系统PowerTitan的电气连...
用于先进储能应用的高性能ZnO/CuO/CoO纳米复合材料的合成与表征
Synthesis and characterization of high-performance ZnO/CuO/CoO nanocomposite for advanced energy storage applications
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通过化学沉淀法合成结合ZnO、CuO和CoO的锌基三元复合量子点（CQDs），标志着在储能应用领域的重要进展。X射线衍射（XRD）分析显示该材料具有混合的半晶态与非晶态结构，体现出其复杂的本质。紫外-可见光谱（UV–Visible Spectroscopy）表明其半导体带隙为1.76 eV，预示其具备高导电性的潜力。采用光致发光（PL）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDX）、透射电子显微镜结合选区电子衍射（TEM with SAED）、X射线光电子能谱（XPS）、循环伏安法（C...
解读: 该ZnO/CuO/CoO三元纳米复合材料展现出1914 Fg⁻¹的超高比电容和54 Whkg⁻¹能量密度,为阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统的电化学储能单元提供了材料创新方向。其1000次循环后仍保持97%库仑效率的稳定性,可优化ESS解决方案的长寿命设计。5.5×10⁻² S/...
适用于超级电容器应用的纳米氧化石墨烯/二氧化锰
GO/Mn3O4）纳米复合材料的制备与表征研究
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开发使用电化学能量存储（EES）的超高性能能源系统是21世纪工业面临的重要挑战。本文采用水热法制备了用于超级电容器应用的Mn3O4/纳米氧化石墨烯（GO）纳米复合电极材料，该方法可获得更安全、更高效且响应更快的电能系统材料。Mn3O4与氧化石墨烯电极的复合降低了其扩散特性，并增强了其电容行为。通过X射线衍射分析对材料的晶粒尺寸和晶体结构进行了测定。扫描电子显微镜（SEM）结果显示，纳米氧化石墨烯/Mn3O4半导体在太阳能电池、光电子及电子器件领域具有应用前景。采用循环伏安法在1 M KOH电解液...
解读: 该GO/Mn3O4纳米复合材料超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其139.95 Fg⁻¹比电容和优异循环伏安特性可应用于ST系列PCS的直流侧缓冲电容优化,提升PowerTitan储能系统的功率响应速度和循环寿命。纳米材料的宽频介电特性与GaN器件的高频开关特性协同,可为三电平拓扑和...
无铅Ba0.85Sr0.15TiO3基薄膜电容器的溶胶-凝胶法制备及其介电与储能性能增强研究
Sol–gel synthesis and characterization of lead-free Ba0.85Sr0.15TiO3-based thin-film capacitors with enhanced dielectric and energy storage performance
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采用旋涂技术在铂化硅（Pt/SiO2/Si）衬底上成功制备了厚度范围为50至600 nm的无铅Ba0.85Sr0.15TiO3（BST）薄膜，并构建了Au/BST/Pt结构的薄膜电容器。X射线衍射和扫描电子显微镜分析表明，BST薄膜无裂纹、致密，具有多晶四方钙钛矿结构。在室温下系统研究了BST薄膜厚度依赖的介电性能、漏电流、铁电性能及储能特性。随着BST薄膜厚度从50 nm增加到600 nm，薄膜的介电常数随之从约40升高至320以上，该现象归因于薄膜与电极之间的界面死层效应。相比之下，漏电流密...
解读: 该无铅BST薄膜电容技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。其高介电常数(320)和能量密度(7 J/cm³)特性可优化ST系列PCS的直流母线电容设计,减小体积并提升功率密度。70%的储能效率和低漏电流特性适用于PowerTitan储能系统的高频开关应用。薄膜电容的快速充放电能力可改善SiC/Ga...
用于光伏应用的溶胶-凝胶法制备Cd掺杂ZnO薄膜的表征
Characterization of sol–gel derived Cd doped ZnO thin films for photovoltaic applications
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氧化锌（ZnO）薄膜在光电子和电子器件应用中具有多种潜在用途。ZnO薄膜的性能会随掺杂而发生变化，并可通过掺杂进行优化。在以往研究中报道较少的多种掺杂元素中，本研究选择了镉（Cd）。选择Cd作为ZnO的掺杂剂不仅因其在先前研究中报道有限，更因为它具有独特的能力，能够以对光电子和透明导电氧化物（TCO）应用高度相关的方式调控ZnO的光学和电子特性。Cd²⁺的离子半径大于Zn²⁺，并且形成的二元氧化物（CdO）具有比ZnO（~3.3 eV）窄得多的带隙（~2.2 eV）。本研究制备了不同Cd掺杂浓度...
解读: 该Cd掺杂ZnO薄膜技术对阳光电源光伏逆变器及储能系统具有应用价值。其3.0-3.1eV可调带隙和80%可见光透过率可优化SG系列逆变器中的透明导电氧化物(TCO)层设计,提升光电转换效率。700MΩ/sq-cm电阻率特性为ST系列PCS的功率器件散热管理提供新思路。纳米棒结构形貌可启发PowerT...
核壳结构NiMoO4@g-C3N4/RGO纳米阵列用于高性能超级电容器
Core–shell assembly of NiMoO4@g-C3N4/RGO nanoarrays as for high-performance supercapacitors
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采用简便的水热法在镍泡沫上成功合成了核壳结构NiMoO4@g-C3N4/RGO（NMGR）纳米复合材料阵列，并将其应用于超级电容器性能评估，表现出显著提升的电化学性能。通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、X射线光电子能谱（XPS）以及比表面积（BET）等技术对NiMoO4@g-C3N4/RGO核壳结构进行了表征。该电极材料在1 A g⁻¹电流密度下展现出1747 F g⁻¹的高比电容，即使在20 A g⁻¹的高电流密度下仍可保持1555 F g⁻...
解读: 该核壳结构超级电容器技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。NiMoO4@g-C3N4/RGO材料展现的1747 F/g比电容、42.4 Wh/kg能量密度及10000次循环97.4%容量保持率,可启发ST系列PCS的混合储能优化设计。其快速充放电特性(20 A/g高倍率)适用于PowerTitan...
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