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窄带隙Cu(In,Ga)Se2太阳能电池的RbF沉积后处理
摘要： 多结太阳能电池的效率潜力显著高于典型的单结电池。要制造低成本、轻量化的多结器件，关键在于获得合适的窄带隙（<1.1 eV）底电池材料。Cu(In,Ga)Se2（CIGS）化合物半导体是迄今最有效的薄膜材料之一，可作为此类底电池的潜在吸收层。本文报道了采用单一带隙渐变法生长的窄带隙CIGS吸收层经RbF后沉积处理的研究成果，探讨了必要的沉积条件及对电池性能的改善效果。我们展示了一款带隙为1.00 eV的吸收层所实现的18.0%认证效率纪录，并证实其适用于钙钛矿/CIGS叠层器件。
关键词： 沉积后处理，窄带隙，串联太阳能电池，薄膜太阳能电池，光伏技术，氟化铷，铜铟镓硒
更新于2025-11-14 17:28:48
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用于串联太阳能电池的织构硅表面钙钛矿材料
摘要： 硅表面纹理会显著影响钙钛矿/硅叠层太阳能电池的电流密度和效率。但由于溶液工艺的局限性，目前仅有少数研究探索了在纹理化硅上制备钙钛矿以及纹理对钙钛矿薄膜的影响。本研究采用包含氧化铅溅射和直接接触碘甲胺的干法两步转化工艺，在纹理化硅表面制备出共形钙钛矿层。为单独分析每种纹理结构对钙钛矿薄膜的影响，我们运用图案化纹理、高分辨率光致发光（μ-PL）和光束诱导电流（μ-LBIC）技术进行三维映射分析。该工作阐明了纹理表面上的共形钙钛矿特性，并通过高分辨率三维映射展示了纹理化硅对钙钛矿层的影响。该方法可潜在应用于任何类型衬底上的任意功能层制备。
关键词： 串联太阳能电池、干法两步转化工艺、钙钛矿、纹理表面、硅
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过阴离子工程化宽带隙钙钛矿实现高效稳定的硅串联电池
摘要： 要实现钙钛矿-硅叠层太阳能电池的功率转换效率（PCE）超越肖克利-奎塞尔单结电池极限，需要具有宽禁带的高性能稳定钙钛矿顶电池。我们开发出一种禁带宽度约1.7电子伏特的稳定钙钛矿太阳能电池，在连续光照1000小时后仍保持初始20.7% PCE的80%以上。基于苯乙铵（PEA）的二维（2D）添加剂阴离子工程对控制PbI2框架基二维钝化层的结构和电学特性至关重要。通过顶电池与底电池光谱响应的理想组合，实现了单片双端宽禁带钙钛矿/硅叠层太阳能电池26.7%的高PCE。
关键词： 串联太阳能电池、阴离子工程、钙钛矿、硅、宽带隙
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于无机阳离子的卤化物钙钛矿用于纯钙钛矿叠层太阳能电池的计算高通量筛选
摘要： 我们在适用于叠层太阳能电池的ABX3型无机卤化物钙钛矿中，为A、B和X离子寻找等价替代元素。用Cs、K和Rb三种无机阳离子替代传统A位有机阳离子CH3NH3+，B位则包含Cd、Hg、Ge、Pb和Sn等金属元素。本研究基于我们先前对混合钙钛矿材料的高通量筛选工作（Kar等人2018年《化学物理学报》149卷214701期）。通过采用密度泛函理论(DFT)方法进行系统筛选研究，我们发现了11种适合叠层太阳能电池应用的候选材料：其中2种基于Cs、3种基于K、6种基于Rb。
关键词： 串联太阳能电池、无机钙钛矿、密度泛函理论
更新于2025-09-23 15:21:01
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25.1% 高效单片钙钛矿硅叠层太阳能电池（采用高带隙钙钛矿吸光层）
摘要： 单片钙钛矿-硅叠层太阳能电池能够突破硅太阳能电池的理论效率极限。这需要钙钛矿材料具备最佳带隙、高量子效率及高稳定性。本研究采用平面p-i-n叠层结构，将硅异质结底电池与带隙为1.68 eV的钙钛矿顶电池相结合。我们研究了高铯含量的无甲铵FA0.75Cs0.25Pb(I0.8Br0.2)3钙钛矿以提升稳定性。将钙钛矿前驱体溶液浓度从1.0 M提高至1.1 M（摩尔浓度增加10%）后，吸收层厚度增加约75纳米，短路电流密度提升0.7 mA/cm2。通过优化吸收层，叠层器件实现了高达~80%的填充因子和经认证的25.1%效率。未封装的叠层器件在五个月内效率绝对值提升了2.3%，证实了吸收层优异的抗降解性能。此外，光致发光量子产率分析表明：通过适配电荷传输材料、表面钝化工艺及改进减反措施，该高带隙钙钛矿吸收层有望在近期实现30%的叠层效率。
关键词： 界面、异质结硅太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、薄膜、串联太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用HSolar作为互连层的高性能串联有机太阳能电池
摘要： 串联结构为实现高效有机光伏电池提供了一种实用方法，可扩展光捕获的波长覆盖范围。子电池间的互联层（ICL）对串联太阳能电池的可重复性和性能至关重要，但ICL的加工性一直是个挑战。本工作报道了采用市售材料PEDOT:PSS HTL Solar（HSolar）作为ICL空穴传输材料，制备出高度可重复且高效的串联太阳能电池。与传统PEDOT:PSS Al 4083（c-PEDOT）相比，HSolar在底层非富勒烯光活性层上具有更好的润湿性，从而提升了ICL的电荷提取性能。当使用FTAZ:IT-M和PTB7-Th:IEICO-4F作为子电池时，该串联太阳能电池实现了14.7%的功率转换效率（PCE）。为验证这些串联太阳能电池的加工性，另外三个研究团队采用相同配方成功制备了串联器件，获得的最高PCE为16.1%。随着给体聚合物的进一步开发和器件优化，设备模拟结果表明，未来不久串联电池可实现>22%的PCE。
关键词： 互连层、串联太阳能电池、有机光伏技术
更新于2025-09-23 15:21:01
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子电池特性对两端钙钛矿-硅串联太阳能电池填充因子的影响
摘要： 串联太阳能电池的性能取决于其组成子电池的性能。虽然这种依赖关系在开路电压（Voc）和短路电流方面理论上较为直接，但对于填充因子（FF）及由此产生的效率而言则是间接的。我们通过简单模拟研究，通过系统改变各子电池的串联电阻、并联电阻和局部缺陷，分析其对串联电池性能的影响。结果表明：串联电阻对单结器件的FF影响显著，但对串联器件影响微弱；而并联电阻（分流效应）则呈现相反规律。我们发现当局部缺陷出现在电流受限子电池中时，对串联器件的限制最为严格。因此串联器件的FF与其子电池FF之间不存在明显关联。最后我们比较了两种底电池设计方案，强调采用高Voc底电池对实现高效串联电池的重要性。
关键词： 串联电阻、串联太阳能电池、并联电阻、钙钛矿-硅、局部缺陷、填充因子
更新于2025-09-23 15:19:57
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所有锑硫属化合物串联太阳能电池
摘要： 我们展示了一种概念验证型串联太阳能电池，采用Sb2S3和Sb2Se3分别作为顶部和底部电池的吸收层材料。Sb2S3和Sb2Se3的带隙分别为1.74和1.22电子伏特，完美满足串联太阳能电池的要求。通过应用少层石墨烯，实现了顶部子电池的高透光率和优异的界面接触。通过控制顶部电池厚度以最大化光谱利用，该串联器件实现了7.93%的光电转换效率，优于单独优化的顶部电池（5.58%）和底部电池（6.50%）?；硌芯勘砻?，该串联器件能够弥补子电池中的电压损失——这是当前锑硫属化合物太阳能电池的关键问题。本研究为提升硒硫化锑的能量转换效率提供了新途径。
关键词： 硫化锑、能量转换、半透明电极、串联太阳能电池、硒化锑
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种用于有机太阳能电池的高效中带隙非富勒烯受体
摘要： 基于2-(1-氧代-1,2-二氢-3H-苯并[b]环戊二烯[d]噻吩-3-亚基)丙二腈端基单元开发了一种中带隙受体IBCT。该材料光学带隙为1.65 eV，与宽带隙共聚物给体L1共混制备单结有机太阳能电池时，实现了11.26%的功率转换效率和1.02 V的开路电压。以L1:IBCT太阳能电池作为前电池构建叠层器件后，获得了15.25%的效率。IBCT是目前性能最佳的中带隙受体之一。
关键词： 有机太阳能电池、中带隙受体、串联太阳能电池、功率转换效率
更新于2025-09-23 15:19:57
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胶体量子点的配体工程及其在全无机叠层太阳能电池中的应用
摘要： 如何有效利用宽光谱太阳光的能量是叠层太阳能电池研究中的基本问题之一。由于尺寸效应、量子限域效应和耦合效应，胶体量子点（QDs）展现出块体材料所不具备的新物理特性。通过热注入法制备的CdX（X=Se，S等）和PbX（X=Se，S等）量子点已在光伏器件领域得到广泛研究。然而，包裹量子点的表面活性剂会严重阻碍基于量子点的太阳能电池的电荷传输。因此，如何通过配体工程制备高性能叠层太阳能电池成为主要挑战。本文总结了胶体量子点在全无机叠层太阳能电池研究中的最新进展：首先探讨了量子点表面配体的改进与配体工程的优化，实现了对量子点薄膜物理特性的调控；并从胶体量子点、配体工程及太阳能电池制备三个层面提出了胶体量子点太阳能电池的未来发展方向，为低成本高效纳米晶太阳能电池的制备提供了技术指导。
关键词： 串联太阳能电池、胶体量子点、热注入法、配体工程
更新于2025-09-23 15:19:57