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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 采用三元金属氧化物电子传输层的高稳定高效平面钙钛矿太阳能电池

    摘要： 在平面钙钛矿太阳能电池中，电子传输层（ETL）对有效提取和传输钙钛矿层光生电子至阴极起着关键作用。三元金属氧化物因其电学和光学性能可通过简单成分调节实现优化，展现出作为ETL的卓越潜力。本文展示了采用溶液法制备的氧化锌（ZnO）和氧化锌锡（ZTO）薄膜作为高效钙钛矿太阳能电池ETL的应用。研究发现ZnO与钙钛矿存在兼容性差的问题，这导致器件重现性、稳定性和性能均不如ZTO ETL器件。通过引入薄层钝化SnO2中间层对ZTO/钙钛矿界面进行改性后，Zn1Sn1Ox/SnO2 ETL器件实现了19.01%的卓越光电转换效率（PCE），对应短路电流密度（Jsc）、开路电压（Voc）和填充因子（FF）分别为21.93 mA cm?2、1.10 V和78.82%。该器件还展现出优异稳定性——在30-40%相对湿度下未封装储存90天后仍保持初始PCE的90%。电荷提取效率提升、有利的能级匹配以及复合位点减少，共同促成了Zn1Sn1Ox/SnO2 ETL器件在性能、稳定性和重现性方面的最优表现。

    关键词： 光伏性能，氧化锌锡，电子传输层，钙钛矿太阳能电池，长期稳定性

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于高效稳定有机太阳能电池的溶液法制备CuSCN/苝空穴提取层

    摘要： 本工作报道了一种用于高效有机太阳能电池（OSC）的溶液法制备空穴提取层（HEL），该层由CuSCN和苝组成。研究表明，引入苝有助于优化HEL与活性层之间的界面，从而实现高效电荷传输与收集、减少复合损失，进而提升光伏性能。在基于聚[4,8-双(5-(2-乙基己基)噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b]二噻吩-2,6-二基-交替-(4-(2-乙基己基)-3-氟噻吩[3,4-b]二噻吩-)-2-羧酸酯-2-6-二基]：[6,6]-苯基C71丁酸甲酯（PTB7-Th:PC71BM）的OSC中，采用双层CuSCN/苝作为HEL的电池较使用纯CuSCN作为HEL的参比电池功率转换效率（PCE）提升超过9%。双层CuSCN/苝HEL的优势在非富勒烯体系中同样得到验证——应用苝后非富勒烯体系电池的PCE也获得提升。此外，基于CuSCN和CuSCN/苝HEL的电池均表现出优异的空气稳定性。采用双层CuSCN/苝HEL被证明是实现高效稳定OSC的可行途径。

    关键词： 空穴提取层、光伏性能、CuSCN、苝、有机太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 亚磷酸氢铵添加剂诱导的锡基钙钛矿太阳能电池性能提升

    摘要： 作为一种极具前景的无铅钙钛矿候选材料，如FASnI3等锡基卤化物钙钛矿近期在光伏应用领域引起了广泛关注。然而，锡基钙钛矿太阳能电池相对较低的效率和较差的长期稳定性阻碍了其实际应用。本研究将次磷酸铵引入FASnI3钙钛矿前驱体中，既抑制了Sn2+的氧化，又促进了钙钛矿晶粒生长，从而提升了钙钛矿薄膜质量并降低了缺陷密度，最终显著提高了器件效率和开路电压。更重要的是，该太阳能电池展现出显著的长期稳定性增强。本工作通过在前驱体溶液中引入次磷酸铵作为抗氧化剂，为提升锡基钙钛矿太阳能电池性能提供了一种简便方法。

    关键词： 次磷酸铵，锡基钙钛矿，太阳能电池，光伏性能，抗氧化剂

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 在聚合物给体和小分子受体中引入相同的苯并二噻吩给体单元，以揭示非富勒烯有机太阳能电池分子结构与光伏性能之间的关系

    摘要： 在合成用于有机太阳能电池（OSCs）的七环非富勒烯电子受体ITIC2、ITIC-S和ITIC-SF时，采用了侧链共轭策略。新型ITIC-SF分子包含BDT-SF结构单元——该单元正是广泛使用的给体材料PBDB-T-SF中的电子给体组分。与不含氟取代基的ITIC-S相比，氟化作用会降低ITIC-SF的结晶度，但由于PBDB-T-SF给体与含相同BDT-SF结构单元的ITIC-SF受体之间存在更强的分子间相互作用，相应共混薄膜的结晶度反而提高?；赑BDB-T-SF:ITIC-SF的有机太阳能电池实现了12.1%的冠军功率转换效率（PCE），高于PBDB-T-SF:ITIC2器件（10.1%）和PBDB-T-SF:ITIC-S器件（11.6%）。该体系优异的光伏性能得益于更弱的双分子复合以及更高效的电荷转移与提取过程。本研究揭示的非富勒烯受体结构-性能关系，将为开发高性能光伏材料分子结构设计提供重要指导，推动有机太阳能电池技术发展。

    关键词： 有机太阳能电池、非富勒烯受体、侧链共轭、光伏性能、氟化

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • MoS2界面层对铜锌锡硫薄膜太阳能电池影响的数值分析

    摘要： 高温硫化铜锌锡硫（CZTS）太阳能电池中常存在MoS2界面层，但其影响尚未明确表征。本研究通过模拟分析了MoS2对CZTS太阳能电池的影响，同时考虑了MoS2的量子限域效应——即其带隙随厚度变化的现象。当改变MoS2厚度时，具有合适厚度的p型和n型MoS2通过减小带隙、降低p-CZTS/MoS2势垒高度改善了电池性能。MoS2/Mo界面始终存在势垒。当调节MoS2/Mo界面的空穴复合速率时，合适的复合速率能提升CZTS太阳能电池的光伏特性。关于MoS2厚度影响的模拟结果与已有实验报道相符。

    关键词： 二硫化钼、铜锌锡硫硒太阳能电池、光伏性能、模拟

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 单轴多位置跟踪光伏板的光伏性能

    摘要： 本文基于太阳几何学及光伏转换效率对太阳光线入射角（IA）的依赖性，研究了一轴多位置跟踪光伏板（MP-PV）的光伏性能。该光伏系统通过绕倾斜南北轴（INSA）每日多次（M）调整光伏板方位角（AZA），从晨间向东至午后向西旋转，确保太阳光线在垂直于INSA平面上的投影入射角（PIA）始终小于设定角度θa。结果表明：MP-PV的年发电量（AEG）随M值增加而提升，但当M>5时增幅不明显。对于INSA倾角（β）全年固定的单轴多位置跟踪光伏系统（1T-MP-PV），使AEG最大化的3P/5P/7P型光伏板最优θa分别为24°、15°和11.5°，其AEG分别达到类似双轴跟踪光伏板（2A-PV）的92%、94%和95%。而INSA倾角全年分四次调整三种角度的三轴多位置跟踪系统（3T-MP-PV），其3P/5P/7P型光伏板最优θa约为22.5°、14.5°和11°，对应AEG分别达到2A-PV系统的96%、98%和99%。

    关键词： 光伏转换效率、方位角、年发电量、太阳几何、跟踪太阳的光伏板、入射角、光伏性能

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 燃煤与飞灰粉尘沉积对光伏面板性能的影响：以某燃煤电厂光伏系统为例的案例研究

    摘要： 马来西亚计划到2030年将可再生能源发电能力从2%提升至20%。太阳能光伏系统将在实现这一目标中发挥重要作用，因为该技术已在马来西亚趋于成熟，且该国全年日照充足。然而在马来西亚，这项技术面临诸多实施挑战，例如光伏面板积尘导致的性能衰减问题。通常燃煤电厂拥有广阔的煤灰池区域适合安装漂浮式光伏系统，但这些区域易受粉煤颗粒和飞灰造成的积尘影响。本文旨在评估积尘对光伏面板性能的影响，特别是针对马来西亚燃煤电厂周边拟建的光伏系统。研究中，光伏面板分别置于四种积尘环境：煤颗粒、飞灰、常规环境粉尘以及每日清洁的对照组面板。测试在自然阳光下户外进行，通过测量面板发电量评估性能表现。不同积尘类型导致的平均功率下降率为：自然粉尘2.72%、飞灰13.16%、煤灰15.82%。

    关键词： 灰尘沉积、光伏板、煤灰、太阳能、光伏性能

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 活性层厚度对PTB7:PC70BM体异质结太阳能电池光伏性能的影响

    摘要： 本文研究了活性层厚度对倒置体异质结（BHJ）有机太阳能电池（OSC）光伏性能的影响。通过电容-电压（C-V）、暗电流-电压（I-V）和阻抗谱（IS）分析阐释了活性层厚度与光伏性能的关联?；钚圆愫穸任?50 nm的OSC实现了5.87%的最佳功率转换效率（PCE），而200 nm活性层厚度的OSC效率最差。填充因子（FF）下降是活性层过厚导致PCE降低的主因。暗I-V分析显示200 nm活性层厚度的OSC存在较高缺陷密度，这加剧了电荷复合与漏电流，从而降低FF。IS分析表明200 nm活性层厚度的OSC面临严重的电荷传输限制，这源于电场减弱及无场区的形成。该现象主要通过降低电荷收集效率导致FF急剧下降，最终恶化光伏性能。

    关键词： 电荷复合、体异质结太阳能电池、理想因子、光伏性能、电荷传输电阻、漏电流

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 光伏聚合物侧链中二维共轭空间的尺寸效应：平衡相分离与电荷传输

    摘要： 多种二维侧链取代的苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT)结构单元被用于构建给体聚合物，但过去几年中侧链尺寸效应对光伏性能的影响一直被忽视。本研究将三种尺寸不同的共轭间隔基（苯、萘和联苯）分别引入对应聚合物PBDB-Ph、PBDB-Na和PBDB-BPh。这种间隔基工程显著影响了活性层（聚合物与受体ITCPTC共混）的相分离程度，同时保持了理想的形貌。侧链间隔基尺寸差异导致空穴与电子迁移率比值呈现显著区别（苯为0.21，萘为0.75，联苯为0.57）。最终，基于PBDB-Na的聚合物太阳能电池(PSCs)实现了12.52%的最高光电转换效率(PCE)，优于PBDB-Ph(8.48%)和PBDB-BPh(11.35%)器件性能。这种侧链结构调控方法能在相分离与电荷传输之间实现平衡，为光伏器件发展提供了重要启示。

    关键词： 侧链、相分离、理想形貌、电荷传输、光伏性能

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于苯并二噻吩二酮的聚合物：有机光伏领域的最新进展

    摘要： 过去20年间，有机光伏（OPV）技术因其成本效益高、重量轻及柔性制造等优势取得了显著进展。OPV的光活性层由p型聚合物作为给体和n型小分子作为受体组成。高效聚合物给体的设计策略基于交替的电子给体单元（D）与电子受体单元（A）。在众多电子受体单元中，新兴的苯并二噻吩二酮（BDD）环化噻吩结构因其平面分子构型、低能级最高占据分子轨道（HOMO）以及优异的自组装特性，展现出卓越的光伏性能。本文综述了基于BDD的光伏材料最新研究进展，重点分析其化学结构与性能关系（包括吸收光谱、带隙、能级、载流子迁移率及光伏效率），并总结了经验规律及该领域未来发展方向。

    关键词： 化学结构-性能关系、苯并二噻吩二酮、光伏性能、聚合物给体、有机光伏技术

    更新于2025-09-16 10:30:52