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oe1(光电查) - 科学论文

22 条数据
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  • 通过核心桥接修饰提升N,N-二乙基苯胺基给体材料的光伏性能以实现高效太阳能电池

    摘要： 能源需求的不断增长加速了高效光伏材料的发展。本文设计了五种以N,N-二乙基苯胺为给电子单元、罗丹宁-3-乙酸为受电子基团的推拉型给体材料（D1-D5），拟用作有机太阳能电池（OSCs）的给体分子。研究对近期合成的MR3分子（参照物R）的桥接核进行了不同π共轭桥（噻唑B1、噻吩并[3,2-b]噻吩B2、噻唑并[5,4-d]噻唑B3、2-(噻吩-2-基)噻吩B4和5-(噻唑-5-基)噻唑B5）的修饰改造，通过结构-性能关系分析比较了桥接核修饰对D1-D5光伏特性、光物理性质及电子特性的影响。采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TDDFT）计算了前沿分子轨道（FMO）、态密度（DOS）图谱、电子/空穴重组能、开路电压、光物理特征、跃迁密度矩阵（TDM）表面及电荷转移情况。结果表明：所设计分子展现出优于或可比拟合成参照物的光电性能。其中D5因具有最窄带隙（2.24 eV）、较小电子迁移率（λe=0.0056 eV）、较小空穴迁移率（λh=0.0046 eV）、低结合能（Eb=0.21 eV）、最高吸收波长值（气相610.76 nm/乙腈670.22 nm）以及相对于HOMO给体-LUMOPC61BM的高开路电压（Voc=1.17 V）等优异光伏特性，被证实为OSCs应用的最佳候选分子。该理论框架证明桥接核修饰是实现理想光电特性的简便有效策略，且所构想分子性能优越，建议实验研究者将其用于未来高效太阳能电池的开发研究。

    关键词： 罗丹宁-3-乙酸，太阳能电池，光伏特性，桥接核心修饰，密度泛函理论（DFT），N,N-二乙基苯胺

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于自适应状态反馈控制的光伏能源实时仿真

    摘要： 本文通过实时dSpace控制器对光伏（PV）电源仿真进行了实验验证。该光伏电源仿真器是一种非线性电力电子设备，通过追踪光伏电流-电压（I-V）特性来实时呈现光伏组件的电气行为。其目标是在不受大气条件影响的情况下，输出与实际光伏?？榧负跸嗤牡缌骱偷缪埂Ｕ庖淮葱鹿ぞ吣馨镏夥低逞芯咳嗽痹谖扌杩悸鞘奔?、空间和成本限制的条件下，按照所需气象参数进行测试与测量。所提出的光伏仿真器基于一种简单高效的自适应状态反馈控制方法，在精度和动态响应方面相比现有基于可编程电源的商业化光伏仿真器具有显著优势，从而大幅提升了现有光伏仿真器的静态与动态性能。

    关键词： 光伏特性、实时仿真、dSpace控制器、光伏模拟器、自适应状态反馈控制

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 设计基于茚并噻吩的受体材料，用于高效无富勒烯有机太阳能电池的光伏参数优化

    摘要： 非富勒烯小分子受体（NFSMAs）展现出优异的光伏性能，推动了有机太阳能电池（OSCs）的快速发展。本研究尝试探索基于茚并噻吩的高性能小分子电子受体用于有机太阳能电池。我们设计了五种受体分子（M1-M5），其强供体单元茚并噻吩分别连接五种不同的末端封端基团受体单元：二氟-2-亚甲基-3-氧代-2,3-二氢茚-1-亚基)丙二腈（A1）、1-(二氰亚甲基)-2-亚甲基-3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-5,6-二腈（A2）、甲基-6-氰基-3-(二氰亚甲基)-2-亚甲基-1-氧代-2,3-二氢-1H-茚-5-甲酸酯（A3）、2-(6-氰基-5-氟-2-亚甲基-3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-1-亚基)丙二腈（A4）以及(Z)-甲基-3-(苯并[c][1,2,5]噻二唑-4-基)-2-氰基丙烯酸酯（A5）。通过与近期报道的优异非富勒烯类小受体分子R进行对比，系统研究了结构-性能关系及结构修饰对这五种受体（M1-M5）光电性质的影响。在所有设计分子中，M5因具有更优的光伏特性——包括较窄的HOMO-LUMO能隙（2.11 eV）、最小的电子迁移率（λe=0.0038 eV）、最高的λmax值（气相中702.82 nm，氯仿溶剂中663.09 nm）以及相对于HOMOPTB7-Th-LUMOacceptor的最高开路电压（Voc=1.49 V）——被证实是有机太阳能电池应用的合适候选材料。结果表明，引入更多末端封端电子受体单元是设计高性能NFSMAs的简单有效策略。该理论框架也证明所构想的NFSMAs具有优越性，因而推荐用于未来高性能有机太阳能电池器件的构建。

    关键词： 光伏特性、茚并噻吩、密度泛函理论（DFT）、非富勒烯受体材料、有机太阳能电池（OSC）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 无铅混合无机钙钛矿RbGe1-xSnxI3光电性质的理论研究

    摘要： 近期无铅卤化钙钛矿因其高光电转换效率而成为备受关注的光伏材料。然而这类钙钛矿存在有效质量大、带隙宽及光伏性能受限等问题。众所周知，通过改变无机钙钛矿中金属离子浓度和位置是克服上述缺陷的有效手段。本研究采用密度泛函理论(DFT)计算了不同金属原子配比的RbGe1-xSnxI3的几何结构、电子和光学性质，并以混合金属化合物RbGe0.50Sn0.50I3为例系统研究了锡(Sn)原子掺杂位置对电子结构的影响。结果表明：通过调整组分比例，RbGe1-xSnxI3呈现具有可调直接带隙的半导体特性。相较于RbGe0.50Sn0.50I3中其他两种掺杂构型，锡原子位于赤道平面的构型具有更优的电子迁移率和光学吸收性能。本工作证实调控金属浓度与位置可优化混合金属钙钛矿的光电性能与光伏特性。

    关键词： RbGe1-xSnxI3，光伏特性，锡掺杂，掺杂位置

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 具有菲醌核心的D-π-A结构共吸附剂的设计与合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用

    摘要： 采用菲醌与苯/萘作为给体（D）、苯作为π桥（π），并改变受体（A）如芳香族/脂肪族羟基、羧基及三唑类衍生物，合成了多种高效共吸附剂。这八种D-π-A型共吸附剂在染料敏化太阳能电池（DSSC）中的应用效果得到了有效验证。杂原子和密集共轭体系的存在促进了空穴迁移率并提升了有机光伏性能。通过基于I?/I??氧化还原电对的电解质，电化学与光伏数据逐步支持了相关研究。通过阻抗分析、FTIR、紫外光谱、结合能测定以及密度泛函理论（DFT）计算的HOMO-LUMO带隙，解析了器件的作用机制。在100mW/cm2光照条件下，使用N719染料修饰的TiO?工作电极与合成的CA-2共吸附剂、碘电解液Z-50作为电解质时，获得了6.33%的最高光电转换效率（PCE）。

    关键词： 光伏特性，共吸附剂，菲醌，D-π-A结构，染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 从电子结构计算预测染料敏化太阳能电池器件参数以复现实验结果

    摘要： 鉴于近年来染料敏化太阳能电池（DSSCs）的功率转换效率（PCE）提升趋缓，在无需实际合成的情况下通过计算机模拟准确预测试验染料的器件参数，将极大加速设计进程。当前最优的设备参数计算方法依赖一组实验测定的动力学系数，但这类参数的实际测量难度极高，限制了预测方法的总体精度。本研究提出仅需密度泛函理论（DFT）和含时DFT计算结果即可获取关键参数（如JSC、VOC和PCE）的模型——其核心在于电子转移速率最终取决于染料与TiO?工作电极的电子结构。研究选取六种不同化学类别的有机DSSC染料（L0、L1、L2、WS-2、WS-92和C281）验证该方法效能，其已知实验性能指标成功验证了预测结果：预测PCE值的最大绝对误差仅0.36%（相对实验值），最大相对误差为0.042。这表明该模型在精度与一致性上均较既有DSSC器件参数预测方法有显著提升。此外，此类预测模型的设计理念可推广至其他光伏应用领域，进一步助力新型高效光活性材料的设计开发。

    关键词： 性能预测、能量转换效率、染料敏化太阳能电池、光伏特性、密度泛函理论

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于高效太阳能电池的硒硫化锑薄膜脉冲激光沉积

    摘要： 硒硫化锑（Sb2(SxSe1-x)3）被视为一种极具前景的低成本、无毒且稳定的太阳能电池光吸收材料。然而，当前Sb2(SxSe1-x)3的制备方法存在薄膜质量不佳的问题，阻碍了其基太阳能电池性能的提升。本研究开发了脉冲激光沉积技术，制备出表面平整致密且具有高结晶度的硒硫化锑薄膜。通过调节靶材中Sb2S3与Se的摩尔比，可便捷调控所得薄膜的组分。在优化条件下，我们制备了平面异质结太阳能电池，获得了显著提升的7.05%光电转换效率。本研究为获得具有优异光伏性能的硒硫化锑薄膜提供了一种简便可靠的制备方法。

    关键词： 硒硫化锑，光伏特性，薄膜，脉冲激光沉积，太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 抵消GaInP/GaAs/Ge太阳能电池顶部互联生成区中的光伏效应

    摘要： 分析了位于GaInP和GaAs子电池（电能发生器）之间的"顶部"互联电池部分。研究了光电流-电压特性曲线形状以及开路电压-短路电流（Voc-Jsc）的依赖关系。研究发现，"顶部"互联电池部分中的p+-n+隧道异质结可作为与基极p-n结作用相反的光电源。这种情况下，Voc-Jsc特性会出现下降段，并可观察到陡峭跳变。随着隧道结峰值电流增大，这种不良效应会减弱。

    关键词： 电流-电压特性、反电动势、隧道二极管、光伏特性、多结太阳能电池、聚光太阳光

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 量子点敏化太阳能电池中CdS/CdSe银掺杂的优化厚度

    摘要： 总体而言，采用连续离子层吸附反应法，通过两种溶液制备了CdSe:Ag+量子点：将摩尔浓度为0.003 mM的AgNO3与Cd(CH3COO)2·2H2O阴离子混合制成溶液1，另将2.27 g硒粉和0.6 M Na2SO3溶解于100 ml去离子水中制成溶液2。先将FTO涂覆二氧化钛纳米颗粒，再依次浸入两种溶液，最终形成1至4层厚度的FTO/TiO2/CdSe:Ag+光阳极。通过光学与光伏测试表明，CdSe:Ag+薄膜层数对其形貌、晶体结构、光学特性及光伏性能具有影响。最终基于不同厚度FTO/TiO2/CdSe:Ag+光阳极的器件性能显著提升，最佳效率达3.96%。此外，在阐释材料光学与光伏特性时，我们运用Tauc理论确定了其带隙、导带及价带位置。

    关键词： CdSe:Ag+量子点、Tauc理论、光伏特性、量子点敏化太阳能电池、连续离子层吸附与反应法

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用三氮杂三聚茚基超支化共轭聚合物和小分子作为空穴传输材料的平面钙钛矿太阳能电池

    摘要： 共轭聚合物已广泛用作平面钙钛矿太阳能电池(p-PSCs)中的空穴传输材料(HTMs)，并在空穴传输中发挥关键作用。本研究基于三氮杂三亚苯(TAT)，选用两种高溶解度的超支化共轭聚合物(命名为TATF8HBP和TATSFHBP)及一种星形咔唑功能化小分子(命名为TATCz3)作为p-PSCs的空穴传输材料。通过研究这些材料因分子结构差异导致的载流子迁移率、空穴提取与传输特性的不同，发现其光伏性能排序为：TATF8HBP(11.11%) > TATSFHBP(9.48%) > TATCz3(0.87%)。此外，p-PSCs的短路电流密度(Jsc)、开路电压(Voc)和填充因子(FF)均呈现与光电转换效率(PCE)相同的趋势。结果表明，由于聚合物链及其芴单元有利于空穴传输，TATF8HBP作为空穴传输层(HTL)展现出最佳性能。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、超支化聚合物、三氮杂三聚茚衍生物、光伏特性、空穴传输材料

    更新于2025-09-16 10:30:52