石墨烯材料与铁酸铋薄膜复合方法的研究开题报告

 2021-08-14 02:59:44

1. 研究目的与意义(文献综述)

李克强总理在《2016年政府工作报告》中对环境的改善提出具体要求:加强煤炭清洁高效利用,增加天然气供应,完善风能、太阳能、生物质能等发展扶持政策,提高清洁能源比重。太阳能作为一种重要的清洁能源,在在破解化石能源困局、转变传统能源发展方式过程中发挥着重要的作用。发展太阳能的基础是高性能光伏材料的发展,太阳能光伏电池主要有硅、Ⅲ-Ⅴ族化合物、铜铟镓硒(cigs)、染料敏化、聚合物等几种,硅型光伏电池已规模化生产,但其光电转换机制决定了只有能量超过带隙的光才能产生电流,这导致了太阳能转化的难题:小的带隙能吸收更多光子,产生更大电流但电压不足,而大的带隙能产生更大电压却电流有限,大部分太阳光子不能被吸收,因而转换效率似乎趋于当前概念和技术手段的极限。相比传统光伏材料,铁电材料所具有的光电转换能力、高的输出光生电压、电场调控光伏的特性,使其在铁电光伏电池、光驱动器、光传感器等方面具有广阔的应用前景。相对于块材,铁酸铋薄膜对光的响应速度更快,光生电流更大,光电转换效率更高。

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2. 研究的基本内容与方案

[1]制备前驱液

(1)由于bi原子熔点较低,在退火过程中容易挥发,因此为了补充bi原子挥发造成的损失,在配置溶液时,将硝酸铁与硝酸铋的初始比例设定为1:1.05,期望可以准确的得到fe:bi=1:1的薄膜(由于硝酸铁容易在空气中潮解,所以称取过程中必须迅速)将硝酸铁和硝酸铋分别溶于分析纯乙酸,加入适当乙二醇做稳定剂,室温下强烈搅拌至澄清透明溶液。(溶解于乙二醇甲醚中,然后加入适量的乙酸酐搅拌并脱水,最后采用乙二醇甲醚定容。)

(2)将上述硝酸铁,硝酸秘的溶液混合,缓慢加入适量乙二醇调节溶液摩尔浓度至0.20mol/l-0.25mol/l,继续室温下搅拌30-60分钟,得到棕红色澄清透明溶液。配制好的溶液经过滤,装瓶,静置陈化24小时后等待镀膜。

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3. 研究计划与安排

第1—2周:查阅相关文献资料,翻译英文文献;

第3—5周:整理资料,在任务书的基础上,设计研究方案,确定切实可行的实验技术路线,了解相关的结构和性能的测试方法;撰写开题报告,开题答辩;

第6—10周:完成石墨烯改性铁酸铋薄膜的制备;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] fu y, wang x.magnetically separable znfe2o4–graphene catalyst and itshigh photocatalytic performance under visible light irradiation[j]. industrial engineering chemistry research, 2011, 50(12): 7210-7218.

[2] ng y h, iwase a, kudoa, et al. reducing graphene oxide on a visible-light bivo4 photocatalyst for an enhanced photoelectrochemical water splitting[j]. thejournal of physical chemistry letters, 2010, 1(17): 2607-2612.

[3] liu h, su y, chen z, etal. graphene sheets grafted three-dimensional biobr 0.2 i 0.8 microspheres with excellent photocatalytic activity under visible light[j].journal of hazardous materials, 2014, 266: 75-83.

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