新能源材料与器件导论试卷.pdfVIP

新能源材料与器件导论试卷

1.可再生能源中生物质能、风能、太阳能、水能等能量来自于太阳。

2.太阳能电池主要分为硅太阳能电池、染料敏化太阳能电池、多元化合物

太阳能电池、聚合物太阳能电池四种。

3.电池按照工作性质分类有原电池、蓄电池、贮备电池、燃料电池等四

种。

4.半导体发光材料的主要制备方法有固相合成法、溶胶凝胶法、水热与溶

济热法、微波反应法、沉淀法等。

5.吸附法、熔融共混法、封装法、溶胶凝胶法、压制烧结法是定型相变材

料的主要制备方法。

6.锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、LiMPO4、镍钴

锰等五种。

7.太阳能电池主要由电池片、钢化玻璃、EVA、背板、铝合金、接线盒、

硅胶等七部分构成。

8.燃料电池的催化剂主要有贵金属、贵金属合金、过渡金属三种。

9.相变储能材料主要应用于太阳能、工业余热、液化天然气冷能蓄冷、

农业温室、电力调峰，建筑节能等方面。

1.新能源，可再生能源，新材料；新能源又称非常规能源。是指传统能源

之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如

太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。可再生能源包括太阳

能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。它们在自然界可

以循环再生。新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料，具有

比传统材料更为优异的性能。

2．电池：电池是指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他

容器或复合容器的部分空间，是一种以化学能的形式存储电能的装置。具有正负

极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。

3.燃料电池；燃料电池是一种能够持续的通过发生在阳极和阴极的氧化还

原反应将化学能转化为电能的能量转换装置。

4.P型半导体；P型半导体，也称为空穴型半导体。P型半导体即空穴浓度

远大于自由电子浓度的杂质半导体。

5.集流体；集流体，顾名思义就是指汇集电流的结构或零件，在锂离子电

池上主要指的是金属箔，如铜箔、铝箔。泛指也可以包括极耳。其功用主要是将

电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出。

6．P-N结；发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶

片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。

7.充电效率；电池在一定放电条件下放至某一截止电压时放出的容量与输

入的电池容量的比值，它可按照以下公式计算：充电效率=（放电电流*放电至

截止电压的时间/充电电流*充电时间）*100%

8.锂离子电池；锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离

子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌

入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；

放电时则相反。

1.新能源材料的分类有哪些，请分别举例？(6分)

发电材料:太阳能、热电材料、压电材料、燃料电池（储氢材料）等；核能

材料：热核计划（ITER），核燃料（钍）、冷却剂、结构材料、控制材料和屏蔽

材料等；储能材料:锂离子电池、液态金属电池、超级电容、锂硫电池、锂-空气

电池等；节能材料:建筑节能材料、保温保湿材料、电热膜材料等。

2.太阳能电池的原理是什么，请简要说明？(6分)

太阳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。太

阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴

由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效

应太阳能电池的工作原理。

3.影响镍氢电池正极材料电化学性能的主要参数有哪些？(8分)

关键参数：1.化学组成；2.颗粒及粒径分布；3.表面状态；4.微晶晶粒尺

寸及缺陷。

4.锂离子电池的主要结构及工作原理是什么？(10分)

锂离子电池的组成主要包括正极、负极、电解质、隔膜与外壳材料5个部分。

锂离子电池的充放电过程就是Li+在正负电极材料之间可逆地嵌入与脱嵌的过程。

在充电时正极材料中的Li+脱离正极，进入电解液，通过隔膜向负极方向迁移，

在负极上捕获电子被还原，并存贮在具有层状结构的石墨中；放电时，负极中的

锂会失去电