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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 一种紫外沉积的MoO?薄膜作为高性能聚合物太阳能电池的阳极界面层

    摘要： 以五氯化钼为前驱体，开发出一种基于紫外沉积三氧化钼薄膜的阳极界面层。该紫外沉积三氧化钼薄膜通过前驱体溶液旋涂成膜后经紫外辐照处理制备而成，其制备工艺简便、成本低廉，且兼容大规模生产及柔性衬底。采用X射线光电子能谱分析了三氧化钼薄膜的成分组成。通过紫外光电子能谱、原子力显微镜和接触角测试仪分别研究了三氧化钼界面层修饰氧化铟锡（ITO）的功函数、表面形貌及润湿性，分析表明三氧化钼阳极界面层修饰的ITO能实现与活性层的优异能级匹配和界面接触。以典型低成本非富勒烯聚合物太阳能电池（PSCs）体系PBDB-T:ITIC为活性层，研究了三氧化钼阳极界面层的光伏性能，其中基于ITO/MoO3的器件最高功率转换效率达9.27%，显著优于裸ITO器件（3.69%）和ITO/PEDOT:PSS器件（9.15%）。结果表明紫外沉积三氧化钼薄膜作为阳极界面层在高效率PSCs中具有巨大应用潜力。

    关键词： 紫外光照射、光伏性能、MoO3薄膜、聚合物太阳能电池、阳极中间层

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 甲基碘化铅薄膜的表面配体：表面覆盖率、能量学与光伏性能

    摘要： 表面配体处理为钝化缺陷态、提升材料与器件稳定性、调控界面能级以及提高钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能提供了有效途径。为促进PSCs表面配体的靶向选择与设计，有必要建立配体结构与钙钛矿表面特性之间的关联。本研究考察了具有不同结合基团的表面配体，以确定其表面覆盖程度、是否形成表面单层膜或渗透钙钛矿层、如何影响材料能级与光致发光特性，以及这些因素的综合作用如何影响PSC性能。紫外光电子能谱与反光电子能谱测量表明，表面配体能显著改变电离能与电子亲和能。这些表面能级的改变会显著影响PSC性能——当配体形成的能量格局不利于电子从MAPbI3向电子传输层C60转移时，器件性能会下降。

    关键词： 缺陷钝化、钙钛矿太阳能电池、界面能级、表面配体、光伏性能

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过调节π桥提升含茚并二噻吩[3,2-b]噻吩与苯并噻二唑单元的中带隙共聚物光伏性能

    摘要： 我们合成了两种随机共轭聚合物（CPs）——PIDTT‐TBT和PIDTT‐TFBT（分别以茚并二噻吩[3,2‐b]噻吩（IDTT）、3-辛基噻吩和苯并噻二唑（BT）作为电子给体（D）、π桥和电子受体（A）单元），以全面分析缩短噻吩π桥及进一步氟化对光稳定性和光伏性能的影响。同时制备了具有交替结构的对照聚合物PIDTT‐DTBT用于对比。研究发现：缩短PIDTT‐TBT中的噻吩π桥及进一步氟化PIDTT‐TFBT后，材料表现出吸收光谱拓宽增强、最高占据分子轨道能级（EHOMO）下移、分子平面性提升（从而增强成膜聚集态），但对溶液聚集态和光稳定性影响甚微。因此基于PIDTT‐TBT的器件实现了5.84%的PCE（较对照PIDTT‐DTBT提升185%），其协同提高的开路电压（VOC）、短路电流密度（JSC）和填充因子（FF）主要源于吸收增强、EHOMO能级加深、空穴迁移率（μh）提升及μh/μe更平衡、光活性层形貌优化。而进一步氟化的PIDTT‐TFBT因强聚集作用导致光活性层形貌劣化（即使VOC有所提升），其PCE反而下降。初步结果表明：调控聚合物主链π桥是提升太阳能电池性能的有效方法。

    关键词： 2‐b]噻吩，随机共轭聚合物，调节π桥，茚并二噻吩[3，光伏性能

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 含4-苯基-2-(噻吩-2-基)噻唑桥的吩噻嗪染料用于染料敏化太阳能电池

    摘要： 合成了两种新型吩噻嗪染料，它们分别带有单个或双个氰基丙烯酸受体，且具有相同的电子给体吩噻嗪和相同的4-苯基-2-(噻吩-2-基)噻唑p-桥。由此构建了具有D-p-A和A-D-p-A结构的吩噻嗪染料，并研究了它们的光物理性质和光伏性能。研究发现，引入另一个氰基丙烯酸受体有利于提高在TiO2上的负载量、光捕获能力和电子注入效率。与带有单个受体的染料相比，带有双个氰基丙烯酸受体的染料显示出双倍的短路电流。因此，在标准全球AM 1.5 G太阳光条件下，以染料N719（7.19%）为参照，带有双个氰基丙烯酸受体的染料实现了更高的光电转换效率4.35%（JSC = 10.29 mA cm?2，VOC = 0.65 V，FF = 0.65）。

    关键词： 吩噻嗪，光伏性能，4-苯基-2-(噻吩-2-基)噻唑，双受体，染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 评估并网光伏系统的实验与深度学习人工神经网络方法

    摘要： 本文评估了一套1.4千瓦建筑一体化并网光伏系统。该光伏系统安装于阿曼苏哈尔大学工程学院太阳能实验室，系统数据采集周期为2017年7月至2018年6月。研究从发电功率、发电量、单位面积发电量、容量系数、能源成本及投资回收期等方面对该并网系统进行了评估。实测散射辐照度与总辐照度分别为3289 Wh/m2和6182 Wh/m2。基于循环神经网络(TLRN)和递归神经网络(RNN)，研究提出四种深度学习预测模型(TLRN、FRNN-1、FRNN-2和FRNN-3)，通过输入温度(T)和太阳辐照度(G)数据来预测光伏系统实时性能。实验结果表明：最高发电量为245.8千瓦时，阵列参考发电量与最终发电量分别为3.43-5.65 kWh/kWp·天和4.61-7.33 kWh/kWp·天，以及3.24-4.82 kWh/kWp·天；容量系数(CF)、能源成本(CoE)和投资回收期(PBP)分别为21.7%、0.045美元/千瓦时和11.17年。其中FRNN-2和FRNN-3模型因均方误差(MSE)最低，与实验数据拟合度最高，展现出最优预测性能。

    关键词： 深度学习沙漠型光伏、光伏性能、并网光伏

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于新型"Y系列"非富勒烯受体（具有不对称缺电子核）的高效有机太阳能电池

    摘要： 本文设计并合成了一种新型"Y系列"非富勒烯受体Y21，其具有不对称缺电子核（DA'D）结构，并以氟代二氰基乙烯衍生物作为侧链基团，适用于有机太阳能电池应用。与传统"Y系列"受体完全C2对称的结构不同，Y21的吸电子单元（A'）偏离DA'D中心位置，形成不对称分子构型?；赑M6:Y21的光伏器件实现了24.9 mA cm-2的高短路电流密度（Jsc）和15.4%的功率转换效率（PCE）。本研究为调控"Y系列"非富勒烯受体的光电性能提供了新途径。

    关键词： 非富勒烯受体，Y系列，不对称缺电子核，有机太阳能电池，光伏性能

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 吩噻嗪基有机染料用于染料敏化太阳能电池的理性设计：π-间隔基与分子间聚集对其光伏性能的影响

    摘要： 功率转换效率（PCE）是影响染料敏化太阳能电池（DSSCs）整体性能的重要因素之一，精确预测PCE是制备高效DSSCs器件的可行策略。本工作通过引入不同π桥连基团（包括4-异丙基-4H-二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]吡咯（DTP）和2,7-二氢萘并[1,2-d:5,6-d']二咪唑（NDI）），设计了一系列吩噻嗪基有机染料以调控其光伏性能。研究表明，基于DTP的染料PCE值估算为8.55%，与报道类似物中实验观测值（8.19%）高度吻合。相较于DTP，强缺电子性的NDI基团使最大吸收带显著红移，将光学吸收拓展至近红外区域。由此，基于NDI的染料实现了15.51%的优异PCE值，有望成为应用于DSSCs的潜在有机染料。

    关键词： 分子间聚集、吩噻嗪基有机染料、π-间隔基、光伏性能、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于氧化石墨烯和天然植物染料提取物的染料敏化太阳能电池

    摘要： 世界在人口和技术方面发展迅速，这对能源提出了很高的需求。传统能源（如化石燃料）的开发已被证明对环境及其生物群落有害。因此，有必要开发清洁、可再生和可持续的能源，如太阳能。染料敏化太阳能电池（DSSCs）因其性价比高、制造成本相对较低、原材料易得且环保而备受关注。电池的性能高度依赖于其各组件材料：敏化剂、光阳极、对电极和电解质。本研究旨在探究基于TiO?-氧化石墨烯（GO）光阳极（采用天然色素染料敏化）的DSSCs光伏特性。通过Hummer法从石墨合成的氧化石墨烯被掺入光阳极，以研究其不同组分比例对电池光伏性能的影响。GO通过在原始TiO?纳米颗粒层上形成纳米复合层（GO-TiO?）构建双层敏化光阳极。合成的GO经紫外-可见光谱表征，在221 nm波长处呈现特征吸收峰。从感光绿色植物含羞草叶片提取叶绿素类敏化色素（含羞草颤色素）。通过电流密度-电压（JV）曲线评估电池光伏性能，结果显示：双层光阳极中引入GO可提升电池性能，其中0.71 wt% GO双层结构的DSSC相比单层纳米颗粒结构效率提升41%（Voc=0.284 V，Jsc=16.085 mA/cm2，FF=0.00035，η=0.1%）。此外，比较了单层叶绿素敏化光阳极（采用红竹芋提取物）与单层花青素敏化光阳极（采用木槿提取物），其中TiO?/木槿光阳极效率最高（Voc=0.468 V，Jsc=0.039 mA/cm2，FF=0.485，η=0.55%）。

    关键词： 染料敏化太阳能电池、植物染料、光伏性能、氧化石墨烯

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过NH4SCN添加剂工程实现高效CsPbBr3平面钙钛矿太阳能电池

    摘要： 提高稳定性是钙钛矿太阳能电池（PSCs）商业化应用的关键环节。全无机CsPbBr3钙钛矿材料已被证实具有优异的稳定性。然而CsPbBr3薄膜存在光吸收范围窄、器件界面或内部电荷复合严重等问题，导致其光电转换效率仍低于有机-无机杂化型电池。本研究通过NH4SCN添加剂工程成功制备出高质量CsPbBr3薄膜：在钙钛矿前驱体溶液中引入NH4+和拟卤素离子SCN?，可获得结晶性良好、陷阱态密度低且表面致密的CsPbBr3薄膜。一系列光致发光与电化学分析（包括阻抗谱、空间电荷限制电流法、Mott-Schottky数据等）表明，NH4SCN添加剂能显著降低CsPbBr3薄膜的陷阱态密度，有效抑制界面复合并促进平面结构CsPbBr3 PSC中的电荷传输。最终采用1.5%摩尔比NH4SCN制备的平面结构CsPbBr3 PSC实现了8.47%的冠军效率，高于未添加组件的7.12%。

    关键词： 添加剂工程师，平面钙钛矿太阳能电池，CsPbBr3，光伏性能，NH4SCN

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 花青素和叶绿素染料对氧化锌基染料敏化太阳能电池光学及光伏性能的敏化效应

    摘要： 本研究分别从红掌花粉和雌雄同株植物叶片粉末中提取基于花青素和叶绿素的天然染料，并将其作为敏化剂制备氧化锌(ZnO)基染料敏化太阳能电池(DSSC)。光学性能分析表明，与叶绿素相比，花青素分子与ZnO表面形成了更强的结合键。此外，由于化学吸附作用，花青素敏化的ZnO纳米颗粒直径增幅也显著高于叶绿素敏化的ZnO。在染料分子与ZnO纳米颗粒界面处更优的电荷转移作用下，花青素敏化DSSC展现出更优异的光伏性能，其功率转换效率(PCE)达到0.038%，而叶绿素敏化DSSC的PCE仅为0.014%。

    关键词： 光伏性能、光学特性、叶绿素、花青素

    更新于2025-09-16 10:30:52