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质子交换膜水电解中多孔传输层的飞秒激光诱导表面结构化
摘要: 在质子交换膜水电解(PEMWE)电池中,多孔传输层(PTL)与催化剂层(CL)之间的界面会影响其性能及转化效率。本文通过飞秒激光诱导表面结构化技术对该界面进行改性,从而增大了PTL钛基纤维的比表面积。所得形貌呈现两个粗糙度层级:(i) 直径和深度为几微米的相对粗糙结构,其表面又覆盖着(ii) 直径和深度为几至数百纳米的更小尖端次级结构。电化学表征及短期应力测试表明,通过激光结构化PTL朝向CL的表面可提升电池性能。例如在4 A cm?2电流密度下运行100小时后,电池电压降低约30 mV。这些有益效果在整个电流密度范围内均能观察到,相当于使电接触界面损耗的等效电池电阻至少降低6 mΩ cm2,传质损耗电阻至少降低2 mΩ cm2。扫描电子显微镜的物理表征显示,采用激光结构化纤维时CL表面更为粗糙且凹凸不平,这使得气体氧气与液态水往返催化剂活性位点的传输过程均得到改善。
关键词: 催化剂层、电池性能、质子交换膜水电解、多孔传输层、飞秒激光诱导表面结构化
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019年6月16日-2019年6月21日)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 浆料成分对硅太阳能电池弱光性能的影响
摘要: 低光照强度下的太阳能电池性能对整个生命周期的发电能力具有实际重要意义。我们的研究通过浮动接触法证实,作为银浆接触层必需成分的玻璃粉会导致太阳能电池出现严重短路和复合现象。本研究专门探究了玻璃粉"本身"对电池低光照性能的影响。结论表明:由于玻璃粉对短路和复合效应的影响,它会降低电池的低光照性能,尤其是开路电压和填充因子。
关键词: 玻璃料、电池性能、太阳能电池、低光照强度、硅、浆料
更新于2025-09-16 10:30:52