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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 调节混合卤化物钙钛矿的带隙以提升单色光照射下的光伏性能

    摘要： 有机-无机卤化物钙钛矿已成为光电器件中极具前景的材料。本文聚焦于钙钛矿材料作为单色光转换器件的新应用领域。首先介绍了室温下带隙从近红外延伸至可见区的有机-无机钙钛矿半导体的光学特性。采用(FAPbI3)x(MAPbBr3)1-x和FA0.85MA0.15Pb(IxBr1-x)3两种混合有机-无机杂化钙钛矿实现带隙调控，获得了带隙随x值近似线性变化的结果。研究了薄膜组分与器件性能的关联规律?；谏鲜龃兜骺亟峁?，在683纳米波长附近带隙的两种器件经单色光照射测试，实现了60 mW cm?2单色光照射下高达40%的转换效率。结果表明该钙钛矿薄膜具有陡峭的光学吸收边，能制成高效的单色光转换器件。

    关键词： 单色光、混合卤化物钙钛矿、带隙调控、光伏性能

    更新于2025-11-25 10:30:42

  • 由纳米颗粒修饰的纳米棒组成的分级TiO?微球，用于提升染料敏化太阳能电池的光伏性能

    摘要： 采用两步溶剂热法成功制备了由纳米颗粒修饰纳米棒组成的分级TiO?微球（NP-MS）。使用NP-MS作为光阳极材料具有三大优势：纳米颗粒修饰提高了比表面积并直接增强了染料负载能力；作为电子传输路径的金红石相纳米棒实现了快速电子传输并抑制了电荷复合过程；三维分级NP-MS结构兼具强光散射能力和良好连通性。因此，这种分级NP-MS综合了优异的散射能力、染料负载能力、电子传输及电荷复合抑制等特性。得益于这些优势，基于NP-MS薄膜的光阳极获得了高达7.32%的光电转换效率，在相近厚度下较P25薄膜光阳极（5.10%）提升了43.5%。与传统含散射层或散射中心的光阳极相比，这种单层高散射能力光阳极的制备工艺极为简便。我们认为该策略有助于高效染料敏化太阳能电池的简易制备。

    关键词： 电子传输、染料敏化太阳能电池、溶剂热法、分级TiO?微球、光伏性能

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 利用下转换NaYF<sub>4</sub>:Eu<sup>3+</sup>纳米荧光粉提升钙钛矿太阳能电池的光伏性能

    摘要： 采用二氧化钛电子传输层组装的钙钛矿太阳能电池因其具有高电子迁移率、合适的能级排列和简便的制备工艺而展现出优异的光伏性能。然而，由于二氧化钛的紫外光催化活性，基于二氧化钛的钙钛矿太阳能电池存在固有不稳定性，这会导致二氧化钛/钙钛矿界面发生复合。本研究中，在导电玻璃的非导电面沉积了掺铕氟化钇钠下转换纳米晶薄膜。该下转换纳米晶层能够吸收高能紫外光子并将其转化为可见光，不仅扩展了钙钛矿太阳能电池的光谱响应范围，还缓解了二氧化钛的光催化活性。搭载下转换纳米晶薄膜的钙钛矿太阳能电池平均功率转换效率达到19.99%，显著优于未搭载该薄膜的器件（16.99%），其中最佳功率转换效率为20.17%。此外，搭载下转换纳米晶薄膜的钙钛矿太阳能电池表现出较小的迟滞效应。

    关键词： 二氧化钛、下转换、NaYF4:Eu3+纳米荧光粉、光伏性能、钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 由掺钛纳米结构ZnO组成的高效染料敏化太阳能电池

    摘要： 性能优异的染料敏化太阳能电池优选具有优化粒径、高比表面积及良好染料吸附能力的光阳极材料。本研究通过简便的水热法制备出高效的钛掺杂氧化锌（Ti-ZnO）染料敏化介孔光阳极。采用X射线光电子能谱、透射电子显微镜和X射线衍射技术对Ti-ZnO的结晶度、形貌、比表面积以及光学和电化学性能进行了表征。研究发现：这种比表面积为131.85平方米/克且带隙可控的Ti-ZnO纳米颗粒，其光捕获效率和染料负载能力显著提升，在典型纳米晶ZnO光阳极上实现了相当的太阳能电池性能。

    关键词： 带隙能、染料敏化太阳能电池、光伏性能、钛掺杂氧化锌

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 包裹氮掺杂类石墨碳壳的CoNi双金属合金纳米颗粒的合成及其在染料敏化太阳能电池对电极中的电催化活性

    摘要： 通过简易溶剂热反应，采用不同原料摩尔比（Co:Ni及CoNi:乙二胺四乙酸）制备出双金属合金CoNi纳米颗粒包裹氮掺杂类石墨碳壳并分散于氮掺杂类石墨碳片层（CoxNi1?x@NC）的复合材料，经煅烧后合成。将该材料作为对电极薄膜沉积于染料敏化太阳能电池中时发现：只需在CoxNi1?x@NC合成过程中适当调节摩尔比（Co:Ni与CoNi:乙二胺四乙酸），即可优化其对三碘离子还原的电催化活性。使用该对电极的电池展现出显著的化学组分依赖性光伏性能，在最优条件下实现了3.58%的优异能量转换效率，表明其作为染料敏化太阳能电池对电极具有极高应用潜力。该对电极不仅成本远低于铂对电极，更为设计和制备其他可替代铂的低成本高效对电极奠定了基础。

    关键词： 光伏性能、染料敏化太阳能电池、CoNi合金双金属纳米粒子、对电极、电催化活性

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 将硫化钴嫁接在石墨烯纳米片上作为染料敏化太阳能电池的对电极

    摘要： 本研究通过简便的合成路线制备了硫钴矿纳米颗粒接枝石墨烯纳米片的复合对电极，成功将硫钴矿纳米颗粒负载于石墨烯纳米片表面。该对电极应用于染料敏化太阳能电池时，可实现7.28%的光电转换效率。这一优异性能可能源于该接枝型复合对电极兼具良好的稳定性与三碘化物还原反应的电催化活性。

    关键词： 光伏性能、石墨烯纳米片、硫化钴、对电极、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 氟化处理与热退火对聚合物体异质结太阳能电池中电荷复合过程的影响

    摘要： 我们研究了氟化对由4,8-二-2-噻吩基苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩和4,7-双([2,2'-联噻吩]-5-基)苯并[1,2-c:4,5-c']二噻唑(4TBT)单元组成的交替共轭聚合物在体异质结太阳能电池中光伏性能的影响。未取代与氟化聚合物的开路电压和填充因子值非常相近，但氟化聚合物因聚集增强而表现更优，提供了更高的光电流。两种材料在150-200°C热退火后光伏性能均得到提升——填充因子和开路电压显著提高，虽伴随轻微光电流损失。通过形貌、光强依赖性、外量子效率及电致发光的详细研究，我们探究了氟化和热退火对电荷复合及这些薄膜中给体-受体界面电荷转移态特性的影响。

    关键词： 聚合物体异质结太阳能电池、热退火、电荷复合、氟化、光伏性能

    更新于2025-10-22 19:40:53

  • 通过向吸收层添加添加剂研究无空穴传输层的混合阳离子钙钛矿太阳能电池的光伏参数与稳定性

    摘要： 本研究中，采用快速路线包覆法以不同比例将甲铵（MA）阳离子替换为甲脒（FA）。通过优化MA:FA比例，在无空穴传输材料的MA0.8FA0.2PbI3混合钙钛矿太阳能电池中实现了8.31%的最高光电转换效率（PCE），其短路电流密度（JSC）为19.02 mA/cm2、开路电压（VOC）为0.859 V、填充因子（FF）为50.88%。随后为提升器件性能、稳定性和载流子传输动力学，向钙钛矿层引入多种添加剂（聚乙烯醇PVA、聚乙烯吡咯烷酮PVP、聚乙二醇PEG和乙基纤维素EC）。实验证明添加剂处理会显著改变钙钛矿表面粗糙度、电荷积累、电荷传输、电荷传输电阻、光伏性能及器件稳定性。其中PVA、PVP、EC和PEG最优掺杂的钙钛矿太阳能电池PCE分别达到12.76%、11.28%、10.38%和8.92%。在各类添加剂中，由于功能基团与钙钛矿的优异相互作用，EC和PVP能提供更好的稳定性，且这两种添加剂也表现出更优的表面改性和电荷传输效果。

    关键词： 电荷传输、钙钛矿太阳能电池、稳定性、添加剂、光伏性能

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过控制染料覆盖度而非添加有机酸来减少染料敏化太阳能电池中的染料聚集

    摘要： 基于给体-受体共轭染料的染料敏化太阳能电池（DSSCs）中，表面吸附有机染料的聚集会降低光生电子注入产率，导致光电转换效率低下。用于抑制聚集的共吸附剂会导致锚定在TiO?表面的染料分子分解或脱落。本研究通过吸附等温线和光伏测试系统考察了有机酸与有机染料共吸附对光伏性能的影响。实验采用实验室合成的{010}晶面TiO?（PA TiO?）和P25 TiO?作为介孔纳米晶体，D149有机染料作为敏化剂，胆甾烯基脱氧胆酸（CDA）作为共吸附剂。研究发现：CDA共吸附会降低最大吸附密度（Qm）和吸附常数（Kad），且该效应因TiO?类型而异；光伏性能测试表明当D149染料覆盖度维持在约70%时可实现最佳光电转换效率；对于P25 TiO?基DSSCs，CDA共吸附能提升光伏性能，但对PA TiO?基DSSCs，由于染料覆盖度降至70%以下，CDA反而降低了光伏性能。结果表明：若特定TiO?材料能维持最佳染料覆盖度，则无需有机酸共吸附。因此，DSSCs中是否需要共吸附剂来抑制染料聚集，取决于所使用的TiO?类型。

    关键词： 覆盖度、吸附等温线、共吸附、聚集、光伏性能、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 非对称稠环受体上的电荷密度调制实现高效光伏太阳能电池

    摘要： 对噻吩并[2'',3'':5',6']-螺-二茚并[2',1':4,5]二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]吡咯（IPT）核心进行电荷密度调控，系统研究了其对非对称稠环受体（FRAs）电子结构、分子堆积及光伏性能的影响。本研究通过在IPT核心上引入2-乙基己基、2-乙基己氧基、氢或氯等相应侧链，设计了一系列基于IPT的FRAs（约IN-4F、INO-4F、IPT-4F和IPCl-4F）。增强的吸电子侧链会收缩光学带隙但降低最低未占分子轨道（LUMO）能级，这在有机太阳能电池（OSCs）中导致短路电流密度（JSC）与开路电压（VOC）之间的权衡。此外，这些FRAs表现出可调的混溶性和结晶度，反映在OSCs的填充因子（FF）和JSC值上。当与聚合物给体PM6配对时，基于IPT-4F的器件实现了最高14.62%的能量转换效率（PCE），具有平衡的0.88 V VOC、22.15 mA cm-2 JSC以及高达75.01%的FF。我们的研究表明，对非对称FRAs进行电子密度调控是系统优化器件参数以实现高性能OSCs的有效途径。

    关键词： 非对称稠环受体、电荷密度调制、吸电子侧链、有机太阳能电池、光伏性能

    更新于2025-09-23 15:21:01