钙钛矿材料与传统材料相比有什么优点?

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近几年来,有机/无机杂化的钙钛矿材料作为一种新型的太阳电池材料得到了持续关注。由于制备方法简单,器件效率优势明显,这类钙钛矿材料迅速成为新能源领域的“明星”。

钙钛矿型复合氧化物ABO3是一种具有独特物理性质和化学性质的新型无机非金属材料,A位一般是稀土或碱土元素离子,B位为过渡元素离子,A位和B位皆可被半径相近的其他金属离子部分取代而保持其晶体结构基本不变,因此在理论上它是研究催化剂表面及催化性能的理想样品。

由于这类化合物具有稳定的晶体结构、独特的电磁性能以及很高的氧化还原、氢解、异构化、电催化等活性,作为一种新型的功能材料,在环境保护和工业催化等领域具有很大的开发潜力。那么,钙钛矿材料与传统材料相比有什么优点呢?

相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固-液相变为例,在加热到熔化温度时,就产生从固态到液态的相变,熔化的过程中,相变材料吸收并储存大量的潜热;当相变材料冷却时,储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去,进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中,所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时,材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变,形成一个宽的温度平台,虽然温度不变,但吸收或释放的潜热却相当大。

而显热储存材料是依靠储热材料温度变化来进行热量的储存,放热过程不能恒温,储热密度小,使得储热装置体积庞大,而且与周围环境存在温度差,造成热量损失,热量不能长期储存,不适合长时间、大容量储存热量。

相变材料的分类相变材料主要包括无机PCM、有机PCM和复合PCM三类。其中,无机类PCM主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等;有机类PCM主要包括石蜡、醋酸和其他有机物;复合相变储热材料的应运而生,它既能有效克服单一的无机物或有机物相变储热材料存在的缺点,又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。

因此,研制复合相变储热材料已成为储热材料领域的热点研究课题。但是混合相变材料也可能会带来相变潜热下降,或在长期的相变过程中容易变性等缺点。

2020年9月5日 11:05
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