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基于液相结晶硅和钙钛矿的全薄膜叠层电池
摘要： 将新兴的钙钛矿太阳能电池技术与现有硅技术相结合的叠层电池设计，有望实现新型低成本高性能器件。本研究探究了液相结晶硅（LPC-Si）太阳能电池作为全薄膜叠层器件底电池的潜力。通过光学模拟优化四端叠层电池的电流输出，并结合顶底电池的最先进电学特性，证明可实现23.3%的效率——其中7.2%来自LPC-Si底电池。若计入两个子电池的未来发展潜力，预估效率将超过28%。通过在叉指背接触LPC-Si电池正面加装钙钛矿层和截止滤光片，对底电池进行了电学与光学测量。截止滤光片测试显示入射光光谱过滤对LPC-Si电池开路电压具有显著影响。模拟与实测吸光率对比表明，透明导电氧化物的光学特性及LPC-Si中的复合损耗是造成高电流损失的主因。综合滤光LPC-Si电池与半透明钙钛矿电池的实测数据，得出最先进四端叠层器件的实际效率估算值为19.3%。
关键词： 串联器件、液相结晶法（LPC）、钙钛矿太阳能电池、薄膜光伏技术
更新于2025-11-14 15:25:21
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钙钛矿叠层太阳能电池中的高效互联
摘要： 有机-无机杂化钙钛矿材料作为叠层太阳能电池中的光吸收体具有优异潜力，其优势在于可调带隙、高吸收系数、简便制备工艺及低成本特性。叠层器件为提升太阳能电池实际应用效率并降低成本提供了有效途径。限制两端钙钛矿基叠层器件发展的关键挑战在于两个子电池间的互联问题。要实现叠层器件中的高效互联，必须同时满足高电学、光学和化学性能要求。特别是对于溶液法制备的钙钛矿-钙钛矿叠层太阳能电池而言，化学保护要求对实现叠层器件功能至关重要。本文综述了钙钛矿基两端叠层太阳能电池互联技术的最新进展：首先简要介绍该研究领域背景；随后讨论两端叠层器件中互联层的定义、功能及性能要求；接着重点阐述钙钛矿基两端叠层太阳能电池（包括钙钛矿-钙钛矿、钙钛矿-聚合物、钙钛矿-无机叠层电池）互联层研究的最新突破；最后展望未来研究方向并作简要总结。
关键词： 串联器件、钙钛矿材料、互联钙钛矿层
更新于2025-09-23 15:19:57
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Co(OH)2/BiVO4光阳极与碳基钙钛矿太阳能电池串联实现太阳能驱动的全水分解
摘要： BiVO4因其低成本、无毒性、高稳定性及2.4 eV的窄带隙能量，作为光阳极材料在PEC水分解领域备受关注。然而，受限于其较短的载流子扩散长度和较差的电荷分离效果，BiVO4光阳极的实际效率仍不理想。本研究通过简单的溶液浸渍法，在预制备的BiVO4上负载Co(OH)2构建Co(OH)2/BiVO4异质结光阳极，其中Co(OH)2作为改性剂将界面电荷分离效率从BiVO4的44%提升至Co(OH)2/BiVO4的92%。结果表明，在1太阳光照下，该复合材料在1.23 V vs. RHE电位处的析水电流密度从BiVO4的1.57 mA/cm2显著提高至4.52 mA/cm2。进一步将Co(OH)2/BiVO4光阳极与单封装碳基PSC串联组装成PV-PEC器件，展现出4.6%的高太阳能制氢效率及良好稳定性。测得产氢速率约68 μmol/cm2/h，产氧速率约34 μmol/cm2/h，符合水分解反应2:1比例，法拉第效率达98%左右。
关键词： 异质结光阳极、水分解、串联器件、Co(OH)2/BiVO4
更新于2025-09-12 10:27:22
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以I?/I3?为氧化还原介质的串联有机染料敏化太阳能电池驱动的水分解光电化学电池
摘要： 染料敏化光电化学串联电池因其构成光电极材料成本低廉、可见光区吸收光谱宽且易于加工，在光驱动水分解制氢领域展现出良好前景。然而大多数由有机染料敏化太阳能电池驱动的光驱动水分解光电化学电池，由于光捕获能力弱和光电流性能低，其析氢速率往往不尽如人意。本研究构建了一个串联体系：以蓝色有机S5敏化剂染料敏化光电化学电池(DSPEC)为基础，分别与三种光谱互补染料BTA-2、APP-3和APP-1敏化剂染料敏化太阳能电池(DSC)串联连接。通过在DSC和DSPEC中分别使用两种光谱互补生色团，确保最大限度吸收全太阳光谱。结果表明，该串联器件的光电流与敏化DSC的开路电压(Voc)密切相关，其中基于S5的DSPEC与基于BTA-2的DSC组成的串联结构获得了最佳光电流。在此基础上，进一步构建了仅依靠光能无需外加偏压的串联器件——由基于BTA-2的双结DSC与基于S5的DSPEC组成，在氢气生成中获得了500 μA cm?2的光电流。此外，采用I?/I3 ?作为氧化还原电对，实现染料再生与Pt-IrO2/WO3表面产氧过程的耦合。该策略为纯有机染料在DSC/DSPEC串联器件中的应用开辟了新途径。
关键词： 染料敏化光电极电池、水分解、串联器件、染料敏化太阳能电池
更新于2025-09-11 14:15:04