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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 铟掺杂对化学合成氧化锌薄膜电极光伏性能的影响

    摘要： 通过光电流密度-电压(J-V)特性测试研究了化学合成铟掺杂氧化锌(IZO)纳米棒电极的光伏性能。实验中IZO的铟(In)掺杂浓度在2-6原子百分比(at.%)范围内变化。在黑暗条件和80 mW/cm2模拟白光照射下进行的J-V测量证实，使用IZO电极时光伏性能提升，并在4 at.% In掺杂浓度时达到峰值。所合成铟掺杂氧化锌纳米棒电极的结构与光学特性(研究参数)与光伏测试结果高度吻合，有力支撑了IZO电极光伏性能增强的结论。这明确表明在光伏太阳能电池应用中，IZO电极相比未掺杂电极更具优势。

    关键词： IZO电极，光伏性能，铟浓度，纤锌矿晶体结构，氧化锌纳米棒

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 利用钙钛矿/表面改性石墨相氮化碳异质结提升光伏性能

    摘要： 钝化策略被认为是抑制有机-无机铅卤钙钛矿太阳能电池（PSCs）非辐射复合最有效的方法之一，根据先前报道，也被广泛用作钝化剂。锚定g-C3N4能带来卓越的光伏性能。这种创新的二维聚合物——石墨相氮化碳（g-C3N4）以及多种有机基团（氨基、磺酸基、硝酸基和羟基）均能显著提升光伏性能。作为钙钛矿添加剂时，C3N4与上述有机基团可通过钝化电荷复合中心来修复晶界周围的带电缺陷。此外，掺入g-C3N4还能提升晶体质量，从而增强钙钛矿光吸收膜的导电性，这有利于提高良性电荷提取效率?；谡庑┣痹诨?，我们设计了一系列新型钝化分子——功能化g-C3N4（F-C3N4），其带有不同有机基团，在基于NO3-C3N4的p-i-n结构PSC中实现了20.08%的冠军功率转换效率（PCE），而未钝化PSC的效率仅为17.85%。这些发现为理解和设计新型钝化分子的多方面应用提供了有效策略，从而进一步提升PSCs的PCE。

    关键词： 钝化、石墨相氮化碳、钙钛矿太阳能电池、有机基团、光伏性能

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 烷基硅烷与烷基硫醚侧链对富勒烯与非富勒烯聚合物太阳能电池性能影响的对比研究

    摘要： 成功合成了两种新型高带隙给体聚合物——基于不对称侧链酰亚胺稠合苯并三唑(TzBI)与烷基硅(Si)或烷基硫(S)取代的4,8-二(噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(BDTT)的PBDTTSi-TzBI和PBDTTS-TzBI。研究了侧链变化对这些聚合物与富勒烯及非富勒烯受体共混物的光物理、形貌及光伏性能的影响。PBDTTSi-TzBI聚合物具有更深的最高占据分子轨道能级，从而获得更高的开路电压。然而，采用PBDTTS-TzBI与PC71BM制备的聚合物太阳能电池实现了7.3%的更高光电转换效率(对比PBDTTSi-TzBI:PC71BM的4.0%)。使用非富勒烯受体ITIC时，共混物吸收延伸至850 nm并实现更优器件效率，PBDTTSi-TzBI:ITIC和PBDTTS-TzBI:ITIC分别达到6.9%和9.6%。PBDTTS-TzBI:ITIC的优异性能归因于其强而宽的吸收及平衡的电荷传输，是目前基于含TzBI聚合物给体的非富勒烯太阳能电池中最佳性能之一。

    关键词： 烷硫基、苯并三唑、烷硅基、聚合物太阳能电池、非富勒烯受体、光伏性能

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 利用并苯酰亚胺设计高效非富勒烯电子受体以实现高性能有机光伏器件

    摘要： 提高载流子迁移率、氧化还原稳定性、共混形貌及光伏性能，同时阐明结构-性能关系，仍是非富勒烯电子受体（NFA）用于有机太阳能电池的重要设计目标。尽管已从并苯二酰亚胺缺电子结构单元构建出众多NFA，但其光伏性能远逊于ITIC等基准稠环电子受体（FREA）。本文展示的新型双萘酰亚胺芳烯叉（BNIAs）通过亚甲基桥在给体-受体结构中引入并苯酰亚胺端基，兼具增强的电化学氧化还原稳定性、高载流子迁移率及优异光伏性能。当这些兼具FREA特性的BNIAs（分别为NIDT和NIBT）与给体聚合物PBDB-T配对时，器件效率达10.0-10.8%，与基准ITIC器件相当。研究发现FREA材料NIDT/NIBT与非FREA材料NITV的共混物具有相近电子迁移率，表明NIDT/NIBT器件更高的光伏效率并非源于电荷传输增强，而是共混形貌与光物理性质的差异所致。该结果表明：通过亚甲基桥联的给体-受体耦合模式将并苯酰亚胺引入分子架构，是开发高效且电化学稳定的有机太阳能电池材料的有效设计策略。

    关键词： 有机光伏、载流子迁移率、氧化还原稳定性、光伏性能、非富勒烯电子受体、间苯二甲酰亚胺

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 低带隙聚合物的理性设计以实现高效高开路电压太阳能电池：具有相似范德华半径的甲基与氯取代基的深远影响

    摘要： 通常，基于低带隙材料的光伏器件开路电压（VOC）较低，如何在低带隙（Eg<1.6 eV）与高开路电压（>0.9 V）之间实现平衡，对制备高效聚合物太阳能电池（尤其是高性能半透明PSCs和叠层太阳能电池）至关重要。尽管已付出诸多努力，但多数成果可能不尽如人意。本研究通过氯化方法与高效噻唑诱导策略，设计合成了以深HOMO能级和弱非共价Cl···S相互作用增强主链平面性为目标的聚合物PTBTz-Cl；同时构建了侧链范德华半径相近（CH3: 0.20 nm vs Cl: 0.18 nm）的甲基取代聚合物PTBTz-Me作为参照。值得注意的是，与PTBTz-2相比，新合成聚合物在300-770 nm范围内呈现红移吸收光谱，带隙显著降低至约1.6 eV。但Cl与Me取代基作用不同：相较于PTBTz-Me，PTBTz-Cl具有更低的HOMO能级、更强的结晶性及更紧密的分子内相互作用，因而展现出卓越光伏性能——开路电压达0.94 V，光电转换效率为10.35%（较PTBTz-Me的9.12%提升约11%），也是聚合物/富勒烯太阳能电池中的最高值之一。此外，其光能损失（Eloss）仅0.64 eV，在当前高性能聚合物体系中实属罕见。

    关键词： 高开路电压，低能量损耗，光伏性能，氯化方法，聚合物太阳能电池

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于Y2O3:Ho3+/Yb3+上转换纳米荧光粉的染料敏化太阳能电池光伏性能增强及Ho3+/Tm3+/Yb3+三掺杂Y2O3颜色可调性研究

    摘要： 本研究报道了通过络合前驱体溶液法合成的Y2O3:Ho3+/Yb3+、Y2O3:Tm3+/Yb3+和Y2O3:Tm3+/Ho3+/Yb3+上转换荧光粉的色调控特性。在976 nm激发下，Y2O3:Ho3+/Yb3+荧光粉主要发射强绿色和弱红色光，而Y2O3:Tm3+/Yb3+则发射近红外和蓝色光。我们详细研究了Yb3+浓度增强对共掺杂及三掺杂荧光粉色坐标的影响。当Y2O3:Tm3+/Ho3+/Yb3+荧光粉受976 nm激光激发时，由于Tm3+向Ho3+离子的能量传递，该荧光粉呈现主导绿色发射。Yb3+离子浓度的增加不仅实现了共掺杂荧光粉的色可调性，也适用于三掺杂体系。此外，我们将Y2O3:Ho3+,Yb3+上转换荧光粉掺入TiO2电极制成上转换染料敏化太阳能电池，将通常具有高灵敏度的近红外光转换为可见光。与普通TiO2基DSSC相比，该上转换-TiO2电池的短路电流密度(Jsc)和开路电压(Voc)分别提高了8.46%和5.18%，最终使光电转换效率提升10.33%。因此，基于上转换的Y2O3:Ho3+/Yb3+在色调控及DSSC应用中具有重要价值。

    关键词： 上转换、光伏性能、颜色调控、染料敏化太阳能电池、Y2O3:Ho3+/Yb3+

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 通过结合上转换与等离子体散射提升纹理硅太阳能电池的性能

    摘要： 本文通过实验论证了将含镱/铒掺杂氧化钇基荧光粉的上转换(UC)层与含铟纳米粒子(In-NPs)的等离子体散射层相结合，在提升纹理化硅太阳能电池光伏性能方面的优势。采用室温光致发光测量表征了镱/铒掺杂荧光粉的光学发射特性，通过激光二极管(波长1550 nm)照射下的光学显微镜图像和光电流-电压曲线，分析了该荧光粉的上转换发光特性?；谖舛群屠⑸淦拦懒祟髂擅琢Ｗ拥牡壤胱犹逍в?。从光学反射率、外量子效率和光伏性能三方面评价了纹理化太阳能电池的性能表现。研究针对含不同浓度镱/铒掺杂氧化钇基荧光粉上转换层的电池(含/不含该层)以及同时集成上转换层与等离子体散射层的电池进行了系统分析。实验结果表明：结合上转换层与等离子体散射层的纹理化硅太阳能电池绝对转换效率(15.43%)显著优于仅含上转换层的电池(14.94%)和参照电池(14.45%)。

    关键词： 等离子体散射、上转换、铟纳米粒子、荧光粉、光伏性能、氧化钇

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [2018年IEEE环境与电气工程国际会议暨2018年IEEE欧洲工业与商业电力系统会议（EEEIC/I&CPS Europe） - 意大利巴勒莫（2018.6.12-2018.6.15）] 2018年IEEE环境与电气工程国际会议暨2018年IEEE欧洲工业与商业电力系统会议（EEEIC/I&CPS Europe） - 电池微裂纹尺寸与空间分布对光伏组件输出功率的影响

    摘要： 本文分析了41块不同光伏组件中微裂纹的形态、取向和空间分布，旨在进一步研究微裂纹对功率输出下降的影响。一个非常重要的初步发现是：无活性区域（电致发光测试显示的黑斑区域）占比与光伏组件实测功率相对于标称功率值的偏差之间存在良好相关性。微裂纹在光伏组件中的位置和形态提供了更多信息。

    关键词： 微裂纹、光伏性能、蜗牛纹

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 引入四种1,1-二氰亚甲基-3-茚酮（IC）端基作为设计小分子非富勒烯受体的替代策略

    摘要： 线性A-D-A或A-π-D-π-A结构在高性能非富勒烯受体（NFA）设计中占主导地位，推动了有机太阳能电池（OSC）的快速发展。然而，利用四个电子受体单元（A）构建四臂NFA的研究鲜有报道，且其构效关系尚不明确。本研究设计合成了一种新型(AA)-π-D-π-(AA)构型受体（A401），采用四个1,1-二氰亚甲基-3-茚酮（IC）基团作为端基单元。当A401与经典p型聚合物PBDB-T共混时，实现了7.54%的光电转换效率（PCE），显著高于已报道的两臂类似物DC-IDT2T（3.93%）。A401光伏性能的提升应归因于其高电子亲和性。结果表明，引入更多端基电子受体单元是设计高性能NFA的简易有效策略。该分子架构概念将推动高性能多臂NFA的进一步研究。

    关键词： 光伏性能、电子亲和能、电子受体单元、有机太阳能电池、非富勒烯受体

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 浸涂法制备的合成BiOI的角度依赖性及其对光伏性能的影响

    摘要： 一项关于角度效应对改进连续离子层吸附与反应（SILAR）法合成BiOI薄膜及其作为p型半导体在太阳能电池构建中应用的研究已开展。本工作通过引入BiOI合成过程中的角度倾斜，显示出其对BiOI薄膜厚度的影响。我们发现较厚的薄膜具有更大的片状形貌，这通过FESEM图像得以展示。同时，随着SILAR过程进行，角度从90°降至50°时，拉曼光谱中Bi-I内伸缩模式（Eg）增强，可见光区BiOI峰值吸光度提高，XRD图谱中其晶体强度增大。尽管我们的BiOI薄膜相比先前研究表现出更好的短路电流密度（Jsc），但随着角度减小导致更大片状簇中BiOI生长加剧，其光伏参数略有下降。

    关键词： 角度依赖性、浸渍提拉法、光伏性能、碘氧化铋、连续离子层吸附反应法

    更新于2025-09-04 15:30:14