太阳能电池论文开题报告

材料学专业开题报告

写开题报告前应该做好资料收集，写好文献综述，为论文开题报告打好基础。以下是我分享的材料学专业开题报告，欢迎阅读借鉴。

1.论文题目：zno压电薄膜制造瓷砖的研究

2.选题意义：

理论意义

根据当前的物理尖端技术，利用压电陶瓷的特性，利用真空制膜机，使用zno等材料制成可以将压力转化成电能的压电薄膜。

实践意义

将压电薄膜添加在瓷砖中，铺设在火车站，飞机场等人流量大的地方，从而将人们走过的压力转化成电能以供给照明的用处从而达到节能减排的效果。

3.文献综述

查阅的文献类型

主要有：书籍、期刊

文献查阅的方法

主要有：图书馆、CNKI、维普、万方

参考的着作

1.《ZnO压电薄膜的制备与性能表征》

作者：许恒星，王金良，唐宁，彭洪勇，范超 于2009年8月第38卷第4期《人工晶体学报》

摘要：采用射频磁控溅射法在硅(100)衬底上制备高质量的ZnO压电薄膜。利用x射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、压电响应力显微镜(PFM)等仪器研究了薄膜成分，表面形貌和压电性质。结果表明：实验制备的ZnO薄膜具有很好的压电性质，C轴取向和表面粗糙度对薄膜压电特性有很大影响，高度c轴取向生长和表面粗糙度较小的ZnO薄膜表现出更好的压电性质

2.《陶瓷薄膜制备及应用》

作者：卢旭晨;李佑楚;韩铠;王风鸣; 于1999期06版《材料导报》

摘要：对各种薄膜制备方法的特点(即物理方法、化学方法)进行阐述，并且从氧化物和非氧化物的角度，综述了陶瓷薄膜作为硬质薄膜、气敏薄膜以及铁电、压电等微电子薄膜的应用。

3.《0-3型压电陶瓷/聚合物复合材料的制备工艺新进展》

作者：李小兵;田莳;张跃; 于2001年04期《功能材料》

摘要：03型压电陶瓷/聚合物复合材料具有单相压电陶瓷或聚合物所不具备的良好的综合性能,因此引起了人们广泛的兴趣和研究。本文综述了03型压电复合材料的制备工艺及相应复合材料的压电性能,重点介绍了水解聚合法、凝聚胶体法、溶液聚合法3种新型制备工艺,简要分析各种制备工艺的优缺点,为压电陶瓷/聚合物复合材料(甚至是纳米级压电复合材料)的进一步研究、开发和应用提供依据。

4.《用PLD法制备声表面波器件用ZnO薄膜》

作者：刘彦松;王连卫;李伟群;黄继颇;林成鲁; 于2001年01期《功能材料》

摘要：采用脉冲激光淀积(PLD)法在单晶Si(100)衬底上淀积了ZnO薄膜。XRD、TEM和AFM分析表明,淀积的ZnO薄膜具有良好的c轴取向性和表面平整度。通过改变淀积气氛或在纯氧中高温退火,ZnO薄膜的电阻率提高到107Ω·cm.这些结果表明,用PLD法淀积的ZnO薄膜能够满足声表面波(SAW)器件的需要。

5.《ZnO薄膜及其性能研究进展》

作者：黄焱球;刘梅冬;曾亦可;刘少波; 于2001年03期《无机材料学报》

摘要：ZnO薄膜是一种具有优良的压电、光电、气敏、压敏等性质的材料，在透明导体、发光元件、太阳能电池窗口材料、光波导器、单色场发射显示器材料、高频压电转换器、表面声波元件、微传感器以及低压压敏电阻器等方面具有广泛的用途。ZnO薄膜的制备方法多样，各具优缺点;而薄膜性质的.差异则取决于不同的掺杂组分，并与制备工艺紧密相关。本文综述了ZnO薄膜的制备及性质特征，并对其发展趋势及前景进行了探讨。

4.研究设计

概念界定

zno压电薄膜：ZnO薄膜是一种具有优良的压电、光电、气敏、压敏等性质的材料，在透明导体、发光元件、太阳能电池窗口材料、光波导器、单色场发射显示器材料、高频压电转换器、表面声波元件、微传感器以及低压压敏电阻器等方面具有广泛的用途

瓷砖：是以耐火的金属氧化物及半金属氧化物，经由研磨、混合、压制、施釉、烧结之过程，而形成之一种耐酸碱的瓷质或石质等之建筑或装饰之材料，总称之为瓷砖。其原材料多由粘土、石英沙等等混合而成。

研究假设

通过采用射频磁控溅射法在硅(100)衬底上制备高质量的ZnO压电薄膜可以做到将压力转换为电能的效果。

研究内容

查阅论文期刊，从理论上分析出可以利用zno制作出压电薄膜;

通过借助我们的指导教师任岳导师实验室中的射频磁控溅射法在硅(100)衬底上制备高质量的ZnO压电薄膜

检测制作的zno压电薄膜导电能力并结合到瓷砖中从而利用到实践中。

研究方法

文献法、实验法、观察法等，通过理论加实验分析相结合的方法，利用到学校的一些地方加以检验。

研究步骤

查阅资料→理论分析→射频磁控溅射制作薄膜→验证转化效率→结合瓷砖→实际检测→得出结论

5.结论

通过研究发现可以实现将压力转化为电能，但效率比较低，可以进一步研究通过zno和其他材料相结合的或者通过合理布局瓷砖设计从而提高转化以及利用效率。

6.参考文献

[1]马勇，王万录，吕建伟，等。ZnO薄膜的光致发光[J].功能材料，2004,35(2):139-144

[2]李世涛，乔学亮，陈建国。透明导电薄膜的研究现状及应用[J].激光与光电子学进展，2003,4o(7)：53-59.

[3]葛春桥，薛亦渝，夏志林。AZO透明导电薄膜的制备技术光电特性及应用[J].真空电子技术，2004,16(6)：51-54.

[4]邓允棣。氧化锌掺杂的研究进展[J].科协论坛，2007,7(2)：50-51

[5]许小红，武海顺。压电薄膜的制备、结构与应用[M].北京：科学出版社，2002.

[6]贺洪波，范正修。C轴择优取向ZnO薄膜的溅射工艺与结构研究[J].功能材料，2000,31(增刊)：

[7]包定华，张良莹，姚熹。薄膜压电性能的测量方法[J].硅酸盐通报，1999,18(3)：18-22

[8]马孜，吕百达。光学薄膜表面形貌的原子力显微镜观察[J].电子显微学报，2000,19(5)：lO一13.

[9]滕风恩，煜明，姜小龙，等。x射线结构分析与材料性能表征[M].北京：科学出版社，1997:25-40

[10]林鸿溢，张焱，丁世昌，等。纳米ZnO薄膜制备技术及其特性的研究[J].北京理工大学学报，1995,15(2)：132-137.

太阳能充电器的设计摘要：设计了基于LP3947的太阳能充电电路，通过脉宽调制对锂电池充电进行智能控制，从而提高太阳能电池输出功率及锂电池的使用效率，达到延长电池使用寿命和时间的目的。关键词：太阳能；LP3947；锂电池1.引言 太阳能作为一种新型的资源越来越多地被人们关注，它所带来的一系列的产业也逐渐成为目前非常具有开发潜力的产业。太阳能光伏发电是太阳能应用的主要产业之一。在我国太阳能资源极其丰富，陆地每年接受的太阳辐射能相当惊人。如果将这些太阳能充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且可以有效地减少常规能源所带来的环境污染。 目前光伏发电在小型电器电路上的运用也逐渐的成熟，随着人们生活中越来越多的离不开手机、mp3、数码相机等一系列的数码产品，它们的充电问题成为了使用者极其关心的问题之一。设计一个利用光伏充电原理的充电器来为这些数码产品进行充电可以在很多方面解决各种问题。太阳能充电器具有携带方便、外型美观时尚，甚至可以在没有电源的情况下为手机等一系列的数码产品进行充电。2.太阳能电池板种类及工作原理 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，目前处于主流的是应用光电效应原理工作的太阳能电池，其基本原料为以半导体.当P-N 结受光照时，样品对光子的本征吸收和非本征吸收都将产生光生载流子，即引起光伏效应，产生一与P-N 结内建电场方向相反的光生电场，其方向由P 区指向N区.此电场使势垒降低，其减小量即为光生电势差，P 端正，N 端负，由此生产的结电流由P 区流向N 区，形成单向导电，发挥出与电池一样的功能。由于太阳电池板输出电压不稳定，故增加了稳压电路，通过稳压电路、充电电路为负载电池充电，同时还可以为内部蓄电池充电以备应急之用;光照条件较差时，太阳电池板输出电压较低，达不到充电电路的工作电压，因此增加了升压、稳压电路，以便为充电电路提供较稳定的工作电压.阴天、夜间等光照条件极差的情况下，可利用系统内部的蓄电池，通过升压电路为后续设备充电。另外，充电器还设计有照明灯，当夜间光线较暗时，通过蓄电池为照明灯供电，可供应急使用。3.充电器设计电池充电原理 锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时，会造成电池的损坏或降低使用寿命，图3为锂电池的充电曲线，共分三个阶段：预充状态、恒流充电和恒压充电阶段。以800 mAh 容量的电池为例，其终止充电电压为。用1/10C（约80 mA）的电池进行恒流预充，当电池端电压达到低压门限V（min）后，以800 mA（充电率为1C）恒流充电，开始时电池电压以较大的斜率升压，当电池电压接近 V 时，改成恒压充电，电流渐降，电压变化不大，到充电电流降为1/10C（约80 mA）时，认为接近充满，可以终止充电。 手机电池充电曲线充电器设计思想 太阳能手机充电控制电路的设计思想，从手机锂离子二次电池的恒流/恒压充电控制出发，同时配有锂离子蓄电池.当在户外无220V 交流电时，采用太阳能对手机锂离子直接充电，同时对锂离子蓄电池充电；当阴雨天天气或夜晚等阳光不足时，采用配置的锂离子蓄电池对手机锂离子充电，以保证任何情况下不间断.即：系统的设计以太阳能充电为主，在有足够的阳光且蓄电池又有足够供电能力的情况下，系统能够以太阳能充电为主给手机充电，蓄电池给手机补电；在无阳光或阳光弱时，以蓄电池充电为主给手机充电，太阳能为手机补电。充电控制电路设计升压电路设计由于在不同的时间、地点太阳光照强度不同，太阳电池板输出电能不稳定，需加人相应的升压、稳压等控制环节。直流升压就是将电池提供的较低的直流电压提升到需要的电压值。稳压电路设计稳压电路的设计以三端集成稳压器W7800为核心，它属于串联稳压电路，其工作原理与分立元件的串联稳压电源相同。由启动电路、取样电路、比较放大电路、基准环节、调整环节和过流保护环节等组成，此外还有过热和过压保护电路，因此，其稳压性能要优于分立元件的串联型稳压电路。而且三端集成稳压器设置的启动电路，在稳压电源启动后处于正常状态下，启动电路与稳压电源内部其他电路脱离联系，这样输入电压变化不直接影响基准电路和恒流源电路，保持输出电压的稳定。充电电路设计 锂电池以体积小、容量大、重量轻、无记忆效应、无污染、电池循环充放电次数多(寿命长)等优点，广泛地被使用在许多数码产品中。但锂电池对使用条件要求较严格，如充电控制要求精度高，对过充电的承受能力差等。因此，为了保护锂电他，该充电电路包括电池充电控制电路与电池电量检测控制电路两部分。电池充电控制电路，用来控制升压或稳压电路对锉电池进行充电，同时也是锂电池的充电电路。电池电量检测电路，用以检测充电电量的多少，当电池充满电时，充满指示灯亮，逻辑电路控制充电电路断开，停止充电。4结束语 随着现代的科技发展电子产品几乎可以普及,但电子产品的电池却一直困扰这我们。我着次的研究的目的不是让电池的容量增大,而是把太阳能充电器安装在电子产品表面上这样就可以大量增加电池的使用时间。

随着我国经济的快速增长 ,能源需求大幅度增加 ,特别是用电紧张进一步加剧 ,寻求新能源和可再生能源迫在眉捷。太阳能是一种非常重要的可再生能源 ,而太阳能灯正是一种太阳能应用产品 ,随着我国城市亮化工程的日益兴起 ,这就给太阳能灯的普及和发展铺平了道路。太阳能灯是由太阳电池板将白天太阳的光能转变成电能 ,而加以存储。晚上 ,经发光元件又由电能转化为光的一种新产品。目前 ,太阳能电池板有多晶硅和单晶硅两种。国内已经可以大量生产。电能的存储则是由可充电电池或蓄电池担任。 太阳能灯工作原理：由太阳能电池板转换为电能。在白天，即使是在阴天，这个太阳能发电机（太阳能板）收集，存储需要的能量。因此，太阳产生能量，是用来生产电力。在实践中，当然，太阳能室外照明有点更加复杂。除了大容量电池和太阳能电池板，该系统还包括先进的专用监控器，而停止照明工作时，太阳能发电的电池开始充电，然后重新充满电时，就得到更多的动力。这个关键就是太阳室外照明、太阳能光伏房子装太阳能电池板,都有一个专用的微处理器控制系统和电池。它是连接到专门设计的负载灯配有超反射率和高能量镇流器。具有亮度高、安装简便、工作可靠、不敷设电缆、不消耗常规能源、使用寿命长等优点。采用高亮度LED发光二极管设计，无需人工操作，天黑灯具自动点亮，天亮自动熄灭。产品时尚感强、质感亮丽、精细、具有现代感，主要应用于小区绿化带、工业园区绿化带、旅游风景区、公园、庭院、广场绿地等场所的亮化装饰。 太阳能灯，可广泛用于草地、广场、公园等场合的点缀装饰，属于灯具技术领域。其主要采用灯罩连接底托，电池板置于电池盒上内置于灯罩内，电池盒安装在底托上，发光二极管安装在电池板上，北京天柱阳光太阳能电池板采用导线连接可充蓄电池及控制电路。实用新型结构一体性、简单、紧凑，合理；无外接电源线，使用安装方便，外形美观；由于采用发光二极管置于底托内，发光后整个灯体都被照亮，光感效果更佳；所有电器元件内置，具有很好的实用性。包括蛇形灯、板型灯、太阳能霓虹灯、按摩灯等多种 太阳能作为能源技术的应用主要来自于两方面： 种是太阳能作为热能的应用，取暖，烧水。如夏天的太阳能热水器。另一种则是作为电能的应用，主要是太阳能电池。 前者一方面由于太阳能转化为热能的转化率较低，功率不是很大；另一方面是太阳能的应用依赖于天气的变化，在阴天的时候太阳能将不能使用。应用范围在地域上有一定的范围，阴雨较多的地方则很少使用太阳能了。在季节上也同样是这样，冬天应用的很少。 后者由于成本较高，功率较低，应用的也较少，生活中很少用。主要应用于一些特殊的仪器设备中。 太阳能技术应用的优点： 能源的使用上，太阳能是一种没有任何污染的绿色能源，普遍的推广太阳能技术，对于改善地球的整体环境有着非常重要的意义。比如改善植被、减少水土流失、降低温室效应对地球温度的影响、降低环境污染等，都有很重要的意义。 太阳能主要有两大产业，即太阳能热利用和太阳能光伏发电，其中光伏发电是最重要的用途 ●家庭太阳能发电，比较理想的方式是电网以较高价格购买居民利用太阳能设备发的电，然后使用者再以普通价格购买电网用电 ●太阳能利用推广，需要法律规范，也需要统一的规划和专门的管理，在全社会形成合力 前沿 太阳能，离我们越来越近。它作为一种分布广泛、取之不尽的绿色清洁能源，逐渐成为可持续发展过程中的首选目标。如今，国内越来越多的城市中安装了太阳能路灯、太阳能交通指示牌，越来越多的家庭安装了太阳能热水器，甚至太阳能发电机。 每年夏季，不少大城市都要拉闸限电，城市的美丽和便利大打折扣。在上海，一项正在进行的计划将破解这一烦恼，即《2005年—2007年上海开发利用太阳能行动计划》，它的出台，意味着太阳能利用已经从想法变成了行动，阳光将被更多地留在城市中。 每秒钟能量相当于500万吨煤 优势明显 前景广阔 我国是能源消耗大国，每年的煤炭、石油消耗量都居世界前列，人们越来越清楚地认识到能源对于经济发展、城市建设的重要性，而在环境保护呼声越来越高的今天，寻找绿色能源已经成为新能源时代人类的共识。 “人们千方百计去寻找能源，最后却发现最清洁最高效的能源就在我们身边。”上海交通大学太阳能研究所崔容强教授说，“据我所知，世界上没有一种发电的方式比太阳能发电更安全、更环保。”科学资料显示，太阳能是可再生能源，太阳每秒钟照射到地球上的能量相当于500万吨煤，可免费使用，并且对环境没有任何污染。 早在10年前，太阳能热水器就已经在我国推广，也是老百姓最早见识到的太阳能的作用。但是太阳能热水器仅仅利用了太阳能很小一部分，崔容强教授说：“对于太阳能的利用才刚刚开始，太阳能主要有两大产业，即太阳能热利用和太阳能光伏发电，其中光伏发电是最重要的用途。” 自去年10月起，上海松江区石湖荡镇的休闲广场和部分主干道开始陆续使用太阳能路灯，奉贤区和闵行高科技园区也已分别拥有10千瓦装机和5千瓦装机的太阳能发电并网示范项目。另据南京市太阳能学会副秘书长邵工介绍，南京的一些路段也已经开始使用太阳能交通灯。 从德国、日本等太阳能发电技术应用比较成熟的国家来看，家庭太阳能发电站并网发电是大势所趋。如果居民的家里设置一个太阳能发电设备，不仅可以解决自家用电问题，还将大大缓解整个城市的用电紧张问题。邵工介绍说：“白天光照越强，太阳能的发电量越大，除了供给小区住宅内的通信、照明、电器用电外，用不完的电还可以直接并入普通电网，以维持家庭用户的夜间用电，一户普通家庭，一套功率为3千瓦的太阳电池发电系统，就足以满足基本用电需求。” 除此之外，太阳能在建筑领域也大有用武之地。如今，太阳能建筑已经从太阳能采暖建筑发展到可以集太阳能光电、太阳能热水、太阳能吸收式制冷、太阳能通风降温、可控自然采光等新技术于一体的建筑。中国太阳能学会和中国建筑学会每两年联合举办一次中国太阳能建筑设计竞赛，太阳能正被越来越多的人关注，被越来越多的人应用。 发电成本元�千瓦时，改造一个路灯2万元 成本较高 推广不易 虽然太阳能的好处显而易见，但太阳能利用推广并不如想象那样简单，可以说是任重道远。 上海奉贤区是率先在全国实现“太阳电”入网的地区，参观过那里的人都有同样的感受，其实太阳能发电的原理十分简单：100平方米左右的采光板，利用表面的黑色低反射材料，将吸收到的太阳能“送入”蓄电池，每天可产生10千瓦的电能，电能并入普通电网后，可以24小时直接输送到各个住宅小区。 这样一套设备，需要一次性投入十几万元。崔容强教授说：“一般一套3千瓦的太阳能发电设备需要15万元，一般家庭负担不了。”在奉贤海湾生态别墅和闵行高科技园区的2个太阳能发电并网示范项目，太阳能发电的成本也超过元�千瓦时。 成本高，是太阳能产品长期推广不力的主要原因。据专家介绍，如果家庭太阳能发电不并网，那么，太阳能发电的成本很难降下来，比较理想的方式是电网以较高价格购买居民利用太阳能设备发的电，然后使用者再以普通价格购买电网用电。 邵工分析指出：“南京市民对太阳能的利用主要是太阳能热水器，几乎没有用太阳能发电，主要原因是成本太高，老百姓的经济承受能力有限，政府也缺少相关的鼓励政策。” 由于太阳能发电成本较高和政策有待完善，我国生产的大部分太阳能产品也是直接销往国外，国内很少使用。据了解，我国太阳能产业的原材料9成以上依赖进口，产品也是9成以上出口。天威英利新能源公司在世界太阳能光伏发电产品中排名第三，90％以上的原材料依靠进口，产品则100％出口。公司国内销售部经理方圆对记者说：“国内的市场还没有完全打开，环保和消费能力有时也是一对矛盾。打个比方，普通路灯和太阳能路灯价钱差不多，但是要把一个普通路灯设施改造成太阳能的则需要2万多元。” 由此看来，太阳能产品的推广和普及不可能一步到位。正如崔容强教授所说：“中国的光伏事业，要让老百姓得到实实在在的好处，没有政策推动肯定不行，需要有统一的规划和专门的管理，在全社会形成合力。”