目录 新能源材料基础实验 实验一绪论 1 实验二水热法制备二氧化钛纳米材料 9 实验三粉体粒度分布的测定 11 实验四再沉淀制备有机半导体微粒 .13 实验五材料紫外可见光谱测试 .18 实骏六材料红外性能测试22 实验七溶胶-凝胶法制备TO2纳米薄膜材料 27 实验八钢铁表面化学镀镍工艺实验， .30 实验九电化学方法沉积镍工艺实验 32 实验十铝膜的热蒸发沉积 .34 实验十一磁控溅射制备氧化物薄膜. 实验十二线性电位扫描法测定银在KOH溶液中的电化学行为 .44 实验十三交流阻抗法测量电极过程参数. .46 新能源材料专业实验 实验一敏化太阳能电池制备及性能测试。 .48 实验二硅太阳电池制备及性能测试 .54 实验三锂电池电极材料的制备及性能表征. 57
目 录 新能源材料基础实验 实验一 绪论 .1 实验二 水热法制备二氧化钛纳米材料 .9 实验三 粉体粒度分布的测定.11 实验四 再沉淀制备有机半导体微粒.13 实验五 材料紫外可见光谱测试.18 实验六 材料红外性能测试.22 实验七 溶胶-凝胶法制备TiO2纳米薄膜材料.27 实验八 钢铁表面化学镀镍工艺实验.30 实验九 电化学方法沉积镍工艺实验.32 实验十 铝膜的热蒸发沉积.34 实验十一 磁控溅射制备氧化物薄膜.40 实验十二 线性电位扫描法测定银在 KOH 溶液中的电化学行为 .44 实验十三 交流阻抗法测量电极过程参数.46 新能源材料专业实验 实验一 敏化太阳能电池制备及性能测试.48 实验二 硅太阳电池制备及性能测试.54 实验三 锂电池电极材料的制备及性能表征.57
实验一绪论 一、实验目的 1、了解实验的基本程序 2、了解实验室安全知识 3、掌握实验数据处理方法 二、实验的基本程序 1、实验预习 实验前要理解实验原理、了解实验过程和步骤、主要仪器的使用方法和注意事项，写 好预习报告。预习报告要求包括完成实验报告的四个部分，包括是实验目的、实验原理、 实验步骤、列出相关数据表格。只有写好预习报告才允许进入实验室进行实验。实验前的 充分准备是做好实验的前提。 2、实验操作 在了解仪器的操作原理与使用方法及注意事项的基础上，根据实验原理与要求调整仪 器，进行仪器观察和测量，并将原始数据记录在预先设计的数据表上，实验后将其整理写 入报告。对异常现象要特别关注，遇到一些不能解释的现象要多加探讨。 如果操作中出现不正常现象（如烧焦味、异常声音等）要及时向指导老师报告。 操作完毕，得到指导老师对测试数据认可，并把所用的实验仪器整理好以后，方可离 开实验室。 3、实验报告 完成实验报告是一个实验成功的最后一步，仅有完整的测量数据不一定能顺利地得出 预期的结果。 实验报告是实验的书面文件，包括实验名称、实验者姓名、实验日期和实验正文。实 验正文包括实验目的、实验原理、实验内容和步骤、实验结论，回答思考题和讨论题。 实验原理要在自己理解的基础上，简单地进行概括，切忌连篇照抄。实验原理要理解 透彻，实验内容和步骤要明白无误。 对实验中所用的主要仪器设备、规格和编号要作好记录，这样可以培养选用仪器的能 力。 写报告时要把记录的实验数据整理后写入报告，对得到的实验结果要作出适当的讨 论。 三、实验室安全知识概述 (一)实验室安全常识
1 实验一 绪论 一、 实验目的 1、了解实验的基本程序 2、了解实验室安全知识 3、掌握实验数据处理方法 二 、实验的基本程序 1、实验预习 实验前要理解实验原理、了解实验过程和步骤、主要仪器的使用方法和注意事项，写 好预习报告。预习报告要求包括完成实验报告的四个部分，包括是实验目的、实验原理、 实验步骤、列出相关数据表格。只有写好预习报告才允许进入实验室进行实验。实验前的 充分准备是做好实验的前提。 2、实验操作 在了解仪器的操作原理与使用方法及注意事项的基础上，根据实验原理与要求调整仪 器，进行仪器观察和测量，并将原始数据记录在预先设计的数据表上，实验后将其整理写 入报告。对异常现象要特别关注，遇到一些不能解释的现象要多加探讨。 如果操作中出现不正常现象（如烧焦味、异常声音等）要及时向指导老师报告。 操作完毕，得到指导老师对测试数据认可，并把所用的实验仪器整理好以后，方可离 开实验室。 3、实验报告 完成实验报告是一个实验成功的最后一步，仅有完整的测量数据不一定能顺利地得出 预期的结果。 实验报告是实验的书面文件，包括实验名称、实验者姓名、实验日期和实验正文。实 验正文包括实验目的、实验原理、实验内容和步骤、实验结论，回答思考题和讨论题。 实验原理要在自己理解的基础上，简单地进行概括，切忌连篇照抄。实验原理要理解 透彻，实验内容和步骤要明白无误。 对实验中所用的主要仪器设备、规格和编号要作好记录，这样可以培养选用仪器的能 力。 写报告时要把记录的实验数据整理后写入报告,对得到的实验结果要作出适当的讨 论。 三、实验室安全知识概述 （一）实验室安全常识
在实验室中，经常与毒性很强、有腐蚀性、易燃烧和具有爆炸性的化学药品直接接触 常常使用易碎的玻璃和瓷质器皿以及在煤气、水、电等高温电热设备的环境下进行着紧张 而细致的工作，因此，必须十分重视安全工作。 1.进入实验室开始工作前应了解气瓶门、水阀门及电闸所在处。离开实验室时，一 定要将室内检查一遍，应将水、电、气的开关关好，门窗锁好。 2、使用煤气灯时，应先将火柴点燃，一手执火柴紧靠近灯口，一手慢开煤气门。不 能先开煤气门，后燃火柴。灯焰大小和火力强弱，应根据实验的需要来调节。用火时，应 做到火着人在，人走火灭。 3.使用电器设备（如烘箱、恒温水浴、离心机、电炉等）时，严防触电：绝不可用 湿手或在眼睛旁视时开关电闸和电器开关。应该用试电笔检查电器设备是否漏电，凡是漏 电的仪器，一律不能使用。 4.使用浓酸、浓碱，必须极为小心地操作，防止溅出。用移液管量取这些试剂时， 必须使用橡皮球，绝对不能用口吸取。若不慎溅在实验台上或地面，必须及时用湿抹布擦 洗干净。如果触及皮肤应立即治疗。 5.使用可燃物，特别是易燃物（如乙醚、丙酮、乙醇、苯、金属钠等）时，应特别 小心。不要大量放在桌上，更不要在靠近火焰处。只有在远离火源时，或将火焰熄灭后， 才可大量倾倒易燃液体。低沸点的有机溶剂不准在火上直接加热，只能在水浴上利用回流 冷凝管加热或蒸馏。 6.如果不慎倾出了相当量的易燃液体，则应按下法处理： (1)立即关闭室内所有的火源和电加热器。 (2)关门，开启小窗及窗户。 (3)用毛巾或抹布擦拭洒出的液体，并将液体拧到大的容器中，然后再倒入带塞的 玻璃瓶中。 7.用油浴操作时，应小心加热，不断用温度计测量，不要使温度超过油的燃烧温度。 8.易燃和易爆炸物质的残渣（如金属钠、白磷、火柴头）不得倒入污物桶或水槽中， 应收集在指定的容器内。 9.废液，特别是强酸和强碱不能直接倒在水槽中，应倒入废液桶，若倒入水槽，应 用大量自来水冲洗水槽及下水道。 10.毒物应按实验室的规定办理审批手续后领取，使用时严格操作，用后妥善处理。 (二)实验室灭火法 实验中一旦发生了火灾切不可惊慌失措，应保持镇静。首先立即切断室内一切火源和 电源。然后根据具体情况正确地进行抢救和灭火。常用的方法有： 1.在可燃液体燃着时，应立即拿开着火区域内的一切可燃物质，关闭通风器，防止 扩大燃烧。若着火面积较小，可用抹布、湿布、铁片或沙土覆盖，隔绝空气使之熄灭。但 覆盖时要轻，避免碰坏或打翻盛有易燃溶剂的玻璃器皿，导致更多的溶剂流出而再着火
2 在实验室中，经常与毒性很强、有腐蚀性、易燃烧和具有爆炸性的化学药品直接接触， 常常使用易碎的玻璃和瓷质器皿以及在煤气、水、电等高温电热设备的环境下进行着紧张 而细致的工作，因此，必须十分重视安全工作。 1．进入实验室开始工作前应了解气瓶门、水阀门及电闸所在处。离开实验室时，一 定要将室内检查一遍，应将水、电、气的开关关好，门窗锁好。 2、使用煤气灯时，应先将火柴点燃，一手执火柴紧靠近灯口，一手慢开煤气门。不 能先开煤气门，后燃火柴。灯焰大小和火力强弱，应根据实验的需要来调节。用火时，应 做到火着人在，人走火灭。 3．使用电器设备（如烘箱、恒温水浴、离心机、电炉等）时，严防触电；绝不可用 湿手或在眼睛旁视时开关电闸和电器开关。应该用试电笔检查电器设备是否漏电，凡是漏 电的仪器，一律不能使用。 4．使用浓酸、浓碱，必须极为小心地操作，防止溅出。用移液管量取这些试剂时， 必须使用橡皮球，绝对不能用口吸取。若不慎溅在实验台上或地面，必须及时用湿抹布擦 洗干净。如果触及皮肤应立即治疗。 5．使用可燃物，特别是易燃物（如乙醚、丙酮、乙醇、苯、金属钠等）时，应特别 小心。不要大量放在桌上，更不要在靠近火焰处。只有在远离火源时，或将火焰熄灭后， 才可大量倾倒易燃液体。低沸点的有机溶剂不准在火上直接加热，只能在水浴上利用回流 冷凝管加热或蒸馏。 6．如果不慎倾出了相当量的易燃液体，则应按下法处理： （1）立即关闭室内所有的火源和电加热器。 （2）关门，开启小窗及窗户。 （3）用毛巾或抹布擦拭洒出的液体，并将液体拧到大的容器中，然后再倒入带塞的 玻璃瓶中。 7．用油浴操作时，应小心加热，不断用温度计测量，不要使温度超过油的燃烧温度。 8．易燃和易爆炸物质的残渣（如金属钠、白磷、火柴头）不得倒入污物桶或水槽中， 应收集在指定的容器内。 9．废液，特别是强酸和强碱不能直接倒在水槽中，应倒入废液桶，若倒入水槽，应 用大量自来水冲洗水槽及下水道。 10．毒物应按实验室的规定办理审批手续后领取，使用时严格操作，用后妥善处理。 （二）实验室灭火法 实验中一旦发生了火灾切不可惊慌失措，应保持镇静。首先立即切断室内一切火源和 电源。然后根据具体情况正确地进行抢救和灭火。常用的方法有： 1．在可燃液体燃着时，应立即拿开着火区域内的一切可燃物质，关闭通风器，防止 扩大燃烧。若着火面积较小，可用抹布、湿布、铁片或沙土覆盖，隔绝空气使之熄灭。但 覆盖时要轻，避免碰坏或打翻盛有易燃溶剂的玻璃器皿，导致更多的溶剂流出而再着火
2.酒精及他可溶于水的液体者火时，可用水灭火。 3.汽油、乙醚、甲苯等有机溶剂者火时，应用石棉布或砂土扑灭。绝对不能用水， 否则反而会扩大燃烧面积。 4.金属钠着火时，可把砂子倒在它的上面。 5.导线着火时不能用水及二氧化碳灭火器，应切断电源或用四氯化碳灭火器。 6.衣服烧着时切忌奔走，可用衣服、大衣等包裹身体或躺在地上滚动，以灭火。 7.发生火灾时应注意保护现场。较大的着火事故应立即报警。 (三)实验室急救 在实验过程中不慎发生受伤事故，应立即采取适当的急救措施。 1.受玻璃割伤及其他机械损伤：首先必须检查伤口内有无玻璃或金属等物碎片，然 后用硼酸水洗净，再擦碘酒或紫药水，必要时用纱布包扎。若伤口较大或过深而大量出血， 应迅速在伤口上部和下部扎紧血管止血，立即到医院诊治。 2.烫伤：一般用浓的(90%~95%)酒精消毒后，涂上苦味酸软膏。如果伤处红痛 或红肿（一级灼伤），可用橄榄油或用棉花沾酒精敷盖伤处：若皮肤起泡（二级灼伤）， 不要弄破水泡，防止感染：烙伤处皮肤呈棕色或黑色（三级灼伤），应用干燥而无菌的消 毒纱布轻轻包扎好，急送医院治疗。 3.强碱（如氢氧化钠，氢氧化钾）、钠、钾等触及皮肤而引起灼伤时，要先用大量 自来水冲洗，再用5%乙酸溶液或2%乙酸溶液涂洗。 4.强酸、溴等触及皮肤而致灼伤时，应立即用大量自来水冲洗，再以5%碳酸氢钠 溶液或5%氢氧化铵溶液洗涤。 5.如酚触及皮肤引起灼伤，应该用大量的水清洗，并用肥皂和水洗涤，忌用乙醇。 6.若煤气中毒时，应到室外呼吸新鲜空气，若严重时应立即到医院诊治。 7.水银容易由呼吸道进入人体，也可以经皮肤直接吸收而引起积累性中毒。严重中 毒的征象是口中有金属气味，呼出气体也有气味：流唾液，牙床及嘴唇上有硫化汞的黑色： 淋巴腺及唾液腺肿大。若不慎中毒时，应送医院急救。急性中毒时，通常用碳粉或呕吐剂 彻底洗胃，或者食入蛋白（如1升牛奶加3个鸡蛋清）或蓖麻油解毒并使之呕吐。 8.触电：触电时可按下述方法之一切断电路： (1)关闭电源： (2)用干木棍使导线与被害者分开： (3)使被害者和土地分离，急救时急救者必须做好防止触电的安全措施，手或脚必 须绝缘。 (四)实验室操作常识 1.挪动干净玻璃仪器时，勿使手指接触仪器内部。 2.量瓶是量器，不要用量瓶作盛器。带有磨口玻璃塞的量瓶等仪器的塞子，不要盖 3
3 2．酒精及他可溶于水的液体着火时，可用水灭火。 3．汽油、乙醚、甲苯等有机溶剂着火时，应用石棉布或砂土扑灭。绝对不能用水， 否则反而会扩大燃烧面积。 4．金属钠着火时，可把砂子倒在它的上面。 5．导线着火时不能用水及二氧化碳灭火器，应切断电源或用四氯化碳灭火器。 6．衣服烧着时切忌奔走，可用衣服、大衣等包裹身体或躺在地上滚动，以灭火。 7．发生火灾时应注意保护现场。较大的着火事故应立即报警。 （三）实验室急救 在实验过程中不慎发生受伤事故，应立即采取适当的急救措施。 1．受玻璃割伤及其他机械损伤：首先必须检查伤口内有无玻璃或金属等物碎片，然 后用硼酸水洗净，再擦碘酒或紫药水，必要时用纱布包扎。若伤口较大或过深而大量出血， 应迅速在伤口上部和下部扎紧血管止血，立即到医院诊治。 2．烫伤：一般用浓的（90％～95％）酒精消毒后，涂上苦味酸软膏。如果伤处红痛 或红肿（一级灼伤），可用橄榄油或用棉花沾酒精敷盖伤处；若皮肤起泡（二级灼伤）， 不要弄破水泡，防止感染；烙伤处皮肤呈棕色或黑色（三级灼伤），应用干燥而无菌的消 毒纱布轻轻包扎好，急送医院治疗。 3．强碱（如氢氧化钠，氢氧化钾）、钠、钾等触及皮肤而引起灼伤时，要先用大量 自来水冲洗，再用 5％乙酸溶液或 2％乙酸溶液涂洗。 4．强酸、溴等触及皮肤而致灼伤时，应立即用大量自来水冲洗，再以 5％碳酸氢钠 溶液或 5％氢氧化铵溶液洗涤。 5．如酚触及皮肤引起灼伤，应该用大量的水清洗，并用肥皂和水洗涤，忌用乙醇。 6．若煤气中毒时，应到室外呼吸新鲜空气，若严重时应立即到医院诊治。 7．水银容易由呼吸道进入人体，也可以经皮肤直接吸收而引起积累性中毒。严重中 毒的征象是口中有金属气味，呼出气体也有气味；流唾液，牙床及嘴唇上有硫化汞的黑色； 淋巴腺及唾液腺肿大。若不慎中毒时，应送医院急救。急性中毒时，通常用碳粉或呕吐剂 彻底洗胃，或者食入蛋白（如 1 升牛奶加 3 个鸡蛋清）或蓖麻油解毒并使之呕吐。 8．触电：触电时可按下述方法之一切断电路： （1）关闭电源； （2）用干木棍使导线与被害者分开； （3）使被害者和土地分离，急救时急救者必须做好防止触电的安全措施，手或脚必 须绝缘。 （四）实验室操作常识 1．挪动干净玻璃仪器时，勿使手指接触仪器内部。 2．量瓶是量器，不要用量瓶作盛器。带有磨口玻璃塞的量瓶等仪器的塞子，不要盖
错。带玻璃塞的仪器和玻璃瓶等，如果暂时不使用，要用纸条把瓶塞和瓶口隔开。 3.洗净的仪器要放在架上或干净纱布上晾干，不能用抹布擦拭：更不能用抹布擦拭 仪器内壁。 4.除微生物实验操作要求外，不要用棉花代替橡皮塞或木塞堵瓶口或试管口。 5.不要用纸片覆盖烧杯和锥形瓶等。 6.不要用滤纸称量药品，更不能用滤纸作记录。 7.不要用石蜡封闭精细药品的瓶口，以免摻混， 8.标签纸的大小应与容器相称，或用大小相当的白纸，绝对不能用滤纸。标签上要 写明物质的名称、规格和浓度、配制的日期及配制人。标签应贴在试剂瓶或烧杯的2/3 处，试管等细长形容器则贴在上部。 9.使用铅笔写标记时，要在玻璃仪器的磨砂玻璃处。如用玻璃蜡笔或水不溶性油漆 笔，则写在玻璃容器的光滑面上。 10.取用试剂和标准溶液后，需立即将瓶塞严，放回原处。取出的试剂和标准溶液， 如未用尽，切勿倒回瓶内，以免带入杂质。 11.凡是发生烟雾、有毒气体和有臭味气体的实验，均应在通风橱内进行。橱门应紧 闭，非必要时不能打开。 12.用实验动物进行实验时，不许戏弄动物。进行杀死或解剖等操作，必须按照规定 方法进行。绝对不能用动物、手术器械或药物开玩笑。 13.使用贵重仪器如分析天平、比色计、分光光度计、酸度计、冰冻离心机、层析设 备等，应十分重视，加倍爱护。使用前，应熟知使用方法。若有问题，随时请指导实验的 教师解答。使用时，要严格遵守操作规程。发生故障时，应立即关闭仪器，请告知管理人 员，不得擅自拆修。 14.一般容量仪器的容积都是在20℃下校准的。使用时如温度差异在5℃以内.容积 改变不大，可以忽略不计。 (五)玻璃仪器的洗涤及各种洗液的配制法 实验中所使用的玻璃仪器清洁与否，直接影响实验结果，往往由于仪器的不清洁或被 污染而造成较大的实验误差，甚至会出现相反的实验结果。因此，玻璃仪器的洗涤清洁工 作是非常重要的。 1,初用玻离仪器的清洗 新购买的玻璃仪器表面常附着有游离的碱性物质，可先用洗涤灵稀释液、肥皂水或去 污粉等洗刷再用自来水洗净，然后浸泡在1%~2%盐酸溶液中过夜（不少于4小时）， 再用自来水冲洗，最后用蒸馏水冲洗2~3次，在80~100℃烘箱内烤干备用。 2.使用过的玻璃仪器的清洗 (1)一般玻璃仪器：如试管、烧杯、锥形瓶等（包括量筒），先用自来水洗刷至无 污物：再选用大小合适的毛刷沾取洗涤灵稀释液或浸入洗涤灵稀释液内，将器皿内外（特 4
4 错。带玻璃塞的仪器和玻璃瓶等，如果暂时不使用，要用纸条把瓶塞和瓶口隔开。 3．洗净的仪器要放在架上或干净纱布上晾干，不能用抹布擦拭；更不能用抹布擦拭 仪器内壁。 4．除微生物实验操作要求外，不要用棉花代替橡皮塞或木塞堵瓶口或试管口。 5．不要用纸片覆盖烧杯和锥形瓶等。 6．不要用滤纸称量药品，更不能用滤纸作记录。 7．不要用石蜡封闭精细药品的瓶口，以免掺混。 8．标签纸的大小应与容器相称，或用大小相当的白纸，绝对不能用滤纸。标签上要 写明物质的名称、规格和浓度、配制的日期及配制人。标签应贴在试剂瓶或烧杯的 2／3 处，试管等细长形容器则贴在上部。 9．使用铅笔写标记时，要在玻璃仪器的磨砂玻璃处。如用玻璃蜡笔或水不溶性油漆 笔，则写在玻璃容器的光滑面上。 10．取用试剂和标准溶液后，需立即将瓶塞严，放回原处。取出的试剂和标准溶液， 如未用尽，切勿倒回瓶内，以免带入杂质。 11．凡是发生烟雾、有毒气体和有臭味气体的实验，均应在通风橱内进行。橱门应紧 闭，非必要时不能打开。 12．用实验动物进行实验时，不许戏弄动物。进行杀死或解剖等操作，必须按照规定 方法进行。绝对不能用动物、手术器械或药物开玩笑。 13．使用贵重仪器如分析天平、比色计、分光光度计、酸度计、冰冻离心机、层析设 备等，应十分重视，加倍爱护。使用前，应熟知使用方法。若有问题，随时请指导实验的 教师解答。使用时，要严格遵守操作规程。发生故障时，应立即关闭仪器，请告知管理人 员，不得擅自拆修。 14．一般容量仪器的容积都是在 20℃下校准的。使用时如温度差异在 5℃以内．容积 改变不大，可以忽略不计。 （五）玻璃仪器的洗涤及各种洗液的配制法 实验中所使用的玻璃仪器清洁与否，直接影响实验结果，往往由于仪器的不清洁或被 污染而造成较大的实验误差，甚至会出现相反的实验结果。因此，玻璃仪器的洗涤清洁工 作是非常重要的。 1．初用玻璃仪器的清洗 新购买的玻璃仪器表面常附着有游离的碱性物质，可先用洗涤灵稀释液、肥皂水或去 污粉等洗刷再用自来水洗净，然后浸泡在 1％～2％盐酸溶液中过夜（不少于 4 小时）， 再用自来水冲洗，最后用蒸馏水冲洗 2～3 次，在 80～100℃烘箱内烤干备用。 2．使用过的玻璃仪器的清洗 （1）一般玻璃仪器：如试管、烧杯、锥形瓶等（包括量筒），先用自来水洗刷至无 污物；再选用大小合适的毛刷沾取洗涤灵稀释液或浸入洗涤灵稀释液内，将器皿内外（特