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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 量子点材料工程助力量子点敏化太阳能电池效率突破13%

    摘要： 量子点（QD）光捕获材料的内在电子结构和晶体质量是决定最终量子点敏化太阳能电池（QDSCs）光伏性能的主要因素。毫无疑问，开发合适的高质量量子点是提升QDSCs性能的关键途径。为降低陷阱态缺陷密度，在光捕获星形材料Zn-Cu-In-Se（ZCISe）合金量子点周围外延生长了带隙更宽的ZnSe壳层，形成I型核/壳结构ZCIS/ZnSe。通过这种量子点材料工程，QDSCs的平均功率转换效率（PCE）从原始CuInSe2的9.54%提升至合金化ZCISe的12.49%，并进一步达到核/壳结构ZCISe/ZnSe量子点的13.71%。在AM 1.5G标准太阳光照射下，ZCIS/ZnSe QDSCs获得了13.49%的认证PCE，该数值创造了QDSCs的新效率纪录。与ZCISe体系相比，ZCIS/ZnSe基QDSCs光伏性能的显著提升主要归因于陷阱态缺陷密度的降低，这有利于抑制光阳极/电解质界面的电荷复合，从而特别提升了光电压和填充因子。稳态光谱、二极管理想因子、瞬态吸收及电化学阻抗谱表征证实，所形成的I型核/壳结构能降低陷阱态缺陷密度、抑制电荷复合并改善电池的光伏性能。本工作展示了量子点材料工程在提升QDSCs光伏性能方面的巨大潜力。

    关键词： 敏化太阳能电池、光伏性能、量子点、硒化锌、锌铜铟硒

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过引入掠射角沉积的给体层提升小分子有机太阳能电池的性能

    摘要： 通过创新器件结构直接提升光伏性能，为有机太阳能电池领域带来了重要进展。采用不同类型异质结搭配特定有机半导体组合的光伏器件，为深入理解有机异质结工作机理开辟了道路。本研究报道了一种无需额外材料的新器件结构制备方法：通过掠角沉积技术在ClAlPc:C60体异质结（BHJ）与C60层之间插入一层供体材料（氯铝酞菁ClAlPc）薄膜。该器件中同时存在ClAlPc/C60平面异质结与ClAlPc:C60体异质结，由此获得了更高光电转换效率。研究探讨了附加ClAlPc层对光伏电池开路电压和填充因子的影响，为提升有机太阳能电池器件性能提供了新途径。

    关键词： 掠角沉积，体异质结，给体层，有机太阳能电池，光伏性能

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 退火温度对无铅(CH<sub>3</sub>NH<sub>3</sub>)<sub>3</sub>Bi<sub>2</sub>I<sub>9</sub>太阳能电池光伏性能的影响

    摘要： 研究了退火温度对无铅(CH3NH3)3Bi2I9太阳能电池光伏性能的影响。采用热风辅助旋涂法制备(CH3NH3)3Bi2I9光伏电池，将旋涂后的(CH3NH3)3Bi2I9光活性层在100-150°C温度下退火。电流密度-电压特性测试表明，随着退火温度升高，转换效率提升。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱和紫外-可见-近红外光谱分析了(CH3NH3)3Bi2I9光活性层的微观结构和光学特性。研究发现晶格常数、晶粒尺寸、表面形貌及碘/铋比例随退火温度变化，这些变化导致了(CH3NH3)3Bi2I9太阳能电池光伏特性的改变。

    关键词： 太阳能电池，(CH3NH3)3Bi2I9，退火温度，光伏性能

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过提高剩余极化和降低带隙实现Fe掺杂(Pb,La)(Zr,Ti)O3薄膜的优异铁电光伏性能

    摘要： 为了开发具有高功率转换效率的铁电光伏器件，铁电材料必须同时具备大的剩余极化和窄的带隙，以有效分离光生载流子并吸收更多阳光。基于这一思路，本报告将Fe3?引入Pb?·??La?·??(Zr?·?Ti?·?)?·????O?铁电薄膜中，以增大薄膜的剩余极化并减小其带隙。由此制备了基于Fe3?掺杂Pb?·??La?·??(Zr?·?Ti?·?)?·????O?薄膜的光伏器件。实验结果表明：随着Fe3?掺杂量增加，薄膜剩余极化先提升至4.8 mol% Fe3?含量时的最大值50 μC/cm2，随后逐渐降低，而带隙则持续减小。此外，在负极化电压下，器件比正极化电压时表现出更大的短路电流和开路电压，这归因于铁电薄膜剩余极化产生的退极化电场与肖特基势垒引起的内建电场方向相同。本研究中，在4.8 mol% Fe3?掺杂量和-5 V极化电压条件下，器件获得了最优光伏性能——开路电压高达-0.55 V，短路电流达0.4 μA/cm2，这得益于器件阳光吸收特性和光生载流子分离能力的提升。该工作为设计和制备高功率转换效率的铁电光伏器件提供了新思路。

    关键词： Fe3?掺杂、光伏性能、带隙、剩余极化、铁电薄膜

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • MAPbI3-xClx标准钙钛矿太阳能电池中效率与器件特性之间的相关性

    摘要： 混合有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其高达25%的诱人转换效率，在光伏领域备受关注。表征工具作为重要手段，可在器件制造初期阶段帮助确定优化处理参数，而无需测量完整太阳能电池的J-V曲线。本研究采用一步沉积法制备了平面NIP结构（ITO/SnO2/MAPbI3-xClx/HTL/Au）器件，系统研究了电子传输层（SnO2）的退火温度及不同空穴传输层材料的影响。同时运用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱等技术，分析了活性层结晶度、吸收特性，并探测钙钛矿与界面层间的电荷转移过程。通过调整工艺参数，器件效率可从10%提升至13.2%。

    关键词： 二氧化锡，空穴传输层材料，钙钛矿太阳能电池，退火温度，MAPbI3-xClx，光伏性能

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 卤化低维钙钛矿界面钝化处理实现高性能稳定钙钛矿光伏器件

    摘要： 电压损失主要由界面处的非辐射复合引起，这对钙钛矿太阳能电池（PSCs）的光伏性能产生了严重的负面影响。在此，我们首次通过采用不同苄基铵基芳香阳离子设计了四种卤化层以实现高性能器件。卤素官能团的引入不仅能增强疏水性，还能优化LDP的光伏特性，这对钙钛矿与空穴传输材料（HTM）层界面的钝化效应具有重要作用。具有卤化LDP钝化层的薄膜显示出抑制的非辐射复合和降低的陷阱密度，从而显著减少了电压损失。因此，采用4-溴苄基铵基LDP层的最佳器件实现了高达21.13%的功率转换效率（PCE），并提高了1.14 V的开路电压（Voc）。在卤化LDP层的疏水和缓冲作用下，改性器件在暴露于潮湿、高温和连续紫外照射时表现出卓越的长期稳定性。本工作证明了通过调节引入有机阳离子的化学性质来增强LDP层的钝化效应，从而实现高性能且稳定的钙钛矿光伏器件。

    关键词： 低维钙钛矿，钙钛矿太阳能电池，卤化阳离子，钝化效应，光伏性能

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用石墨烯和锐钛矿-金红石复合二氧化钛作为光阳极的改进型CdS量子点敏化太阳能电池

    摘要： 本文开发了一种简便方法将石墨烯与锐钛矿-金红石型TiO?复合并作为光阳极应用于CdS量子点敏化太阳能电池（QDSSCs），以提升其光伏性能。研究表明：在CdS QDSSC体系中，锐钛矿-金红石TiO?（TGr0）复合光阳极的光电转换效率（PCE）较纯金红石TiO?纳米棒（NRs）提高86%。当向锐钛矿-金红石TiO?光阳极引入石墨烯后，发现PCE随石墨烯含量变化呈先升后降趋势。优化后的石墨烯/锐钛矿TiO?颗粒复合涂层（旋涂于金红石TiO? NRs光阳极表面）在石墨烯占比5%时获得最大PCE值2.20%，较纯TiO? NRs（0.79%）和TGr0（1.47%）分别提升178%和50%。

    关键词： 锐钛矿-金红石型TiO2、CdS量子点、石墨烯、光伏性能

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 印度热带半干旱环境下大型并网太阳能光伏电站的性能与衰减评估

    摘要： 基于四年监测数据，研究了位于印度热带半干旱气候区一座1兆瓦并网光伏系统的性能与衰减情况。根据IEC 61724标准，该系统的参考发电小时数、实际发电小时数、系统效率、容量系数和性能比分别为4.64小时/天、6.23小时/天、11%、19.33%和74.73%。通过与其他不同气候条件下的大型光伏系统进行对比评估其性能，并采用多种统计方法量化电站衰减程度，包括线性最小二乘回归法(LLS)、经典季节性分解法(CSD)、霍尔特-温特斯季节模型(HW)以及基于LOESS的季节趋势分解法(STL)。经50个月运行期测算，各方法得出的衰减率分别为0.27%/年、0.32%/年、0.50%/年及0.27%/年。衰减精度分析表明LLS和HW方法（误差0.22%）的准确性低于CSD（0.11%）和STL（0.15%）。研究还通过不同统计方法对比了多地单晶硅光伏系统的衰减情况，有助于深化对印度气候条件下光伏衰减规律的认知。

    关键词： 半干旱气候、公用事业规模光伏系统、光伏衰减、统计方法、光伏性能

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 含烷氧基功能化铜联吡啶配合物的液态态与僵尸染料敏化太阳能电池

    摘要： 铜氧化还原介质可作为液态电解质或固态空穴传输材料（HTMs）应用于染料敏化太阳能电池（DSCs）。采用铜配合物HTMs的固态器件可通过液态器件中溶剂蒸发简单制得。在此过程中，电解液溶剂中的铜配合物分子会逐渐在TiO?膜孔隙中聚集，并填补TiO?膜与对电极之间的间隙。然而，渗入介观TiO?孔隙的HTM结晶会导致光电性能下降。为解决该问题，我们设计了两种含延伸侧链的铜氧化还原介质[Cu(beto)?]1?（beto=4,4'-二乙氧基-6,6'-二甲基-2,2'-联吡啶）和[Cu(beto2Ox)?]1?（beto2Ox=4,4'-双(2-甲氧基乙氧基)-6,6'-二甲基-2,2'-联吡啶）。首先以[Cu(tmby)?]2?/1?配合物（tmby=4,4',6,6'-四甲基-2,2'-联吡啶）为参照，在液态器件中研究了这些配合物。使用Y123有机染料在1000 Wm?2 AM1.5G光照下，所有配合物液态器件的光电转换效率均超过10%。但固态器件即使结晶减少，仍表现出显著降低的电荷传输特性和短路电流密度值。

    关键词： 空穴传输材料、染料敏化太阳能电池、结晶、光伏性能、铜氧化还原介质

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 掺钕-铬的BiFeO3薄膜用于具有增强光伏性能的光伏器件

    摘要： 采用溶胶-凝胶法结合旋涂工艺，在掺氟氧化锡玻璃基底上制备了BiFeO3薄膜及Nd-Cr共掺杂BiFeO3薄膜。通过紫外-可见吸收光谱测试发现，Nd-Cr共掺杂可提高薄膜的光吸收率并降低光学带隙。带隙的减小有利于载流子传输。共掺杂后薄膜的漏电流得到有效抑制，其漏电流密度较原始BiFeO3薄膜降低近四个数量级。漏电流的降低将增强铁电极化强度，而铁电极化的增强更有利于光生载流子的分离。与原始BiFeO3薄膜相比，Nd-Cr共掺杂BiFeO3薄膜的短路光电流密度、开路光电压及光电转换效率均显著提升。该共掺杂薄膜展现出大幅增强的光伏特性，有利于BiFeO3基薄膜在光伏器件中的实际应用。

    关键词： 元素掺杂、薄膜、铁电性能、光伏性能、铁酸铋、漏电流

    更新于2025-09-23 15:19:57