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oe1(光电查) - 科学论文

13 条数据
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  • 双波段发光太阳能转换器耦合染料敏化太阳能电池，用于高性能半透明光伏器件

    摘要： 我们展示了一种高性能半透明太阳能电池，该电池采用染料敏化太阳能电池（DSSC）与能吸收双波段的光致发光太阳能转换器（LSC）耦合。我们提出了一种"夹层式"结构：下转换（DS）LSC/DSSC/上转换（UC）LSC。含蒽的DS LSC将紫外线转换为可见光，而含有meso-四苯基四苯并卟啉钯/9,10-二苯乙炔基镧烷染料对的UC LSC将近红外光转化为可见光。这种双波段LSC在不显著降低可见光透射率的情况下提高了DSSC的功率转换效率（PCE）。我们通过优化各LSC中荧光染料的浓度来获得最大光致发光，并通过在UC LSC中引入纳米粒子散射体来优化后向散射。该双LSC-DSSC器件平均可见光透射率达42%，功率转换效率最高达到7.8%。我们将可捕获宽带波长光的LSC与DSSC相结合，为半透明光伏器件指明了发展方向。

    关键词： 发光太阳能聚光器、半透明光伏器件、下转换、光子上转换、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-11-19 16:46:39

  • 基于有机-无机CH3NH3PbBr3钙钛矿荧光体的块体发光太阳能聚光器

    摘要： 本文报道了溴化铅钙钛矿发光太阳能聚光器的表征与性能结果。通过超声法合成了CH3NH3PbBr3荧光团，并利用X射线衍射图谱和扫描电子显微镜进行检测。所合成钙钛矿在524 nm处呈现激子吸收峰，在532 nm处出现光致发光发射峰，斯托克斯位移约8 nm。将微米级荧光团溶解于制备溶液中，以0.006-0.120%wt浓度均匀嵌入PMMA基质。随后将制得器件切割为50×30×5 mm长方体，置于带光伏电池的镜面包围结构中。在标准AM1.5光照下测试聚光器输出光谱，采用可变光程法测量样品再吸收现象，显示输出光谱存在高达13 nm的红移。各样品均呈现空间分辨光致发光图谱与光学效率数据，并开发蒙特卡洛光线追踪算法辅助实验结果分析。高强紫外光照下评估样品稳定性，24小时后效率下降约15%。最终通过对比光伏电池电流-电压特性，发现0.04%wt样品实现超过65%的最佳效率增益。

    关键词： 钙钛矿、蒙特卡罗模拟、再吸收、发光太阳能聚光器、光伏转换效率、太阳能电池

    更新于2025-11-14 15:30:11

  • 可持续液态发光太阳能聚光器

    摘要： 发光太阳能聚光器（LSCs）是光伏（PV）的互补器件，用于解决硅基光伏电池响应与太阳光谱不匹配的问题，从而实现光伏技术在城市中的集成应用。发光层面临的挑战在于采用丰富且可持续的天然有机分子。本研究展示了一种由玻璃容器构成、基于填充有从江蓠属藻类提取的R-藻红蛋白（R-PE）水溶液的中空圆柱形塑料光纤束的LSCs。该R-PE溶液可吸收紫外/可见光谱范围（300-550 nm）的辐射，并将其转化为红光发射（550-700 nm），最大绝对量子产率约为0.39。本工作报道了不同几何构型的LSCs，其中R-PE发射产生的光学转换效率分别达到平面器件约6.88%和圆柱形LSCs光纤束约4.74%——这是目前已知采用可持续发光中心的液态LSCs中的最高数值。此外，将这些LSCs与商用硅基光伏器件耦合后，功率转换效率分别达到平面器件约0.27%和光纤束约23.03×10?3%。这些数据表明该方法在开发符合可靠、可持续及具有竞争力能源系统要求的天然基LSCs方面具有潜力。

    关键词： 可持续性、有机-无机杂化材料、发光太阳能聚光器、R-藻红蛋白、天然光学活性中心、束状结构

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于可再生聚酯基质的发光太阳能聚光器

    摘要： 本研究首次报道了以生物基材料替代聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为发光太阳能聚光器（LSCs）基体材料的应用。值得注意的是，通过以氧化二丁基锡为催化剂的两步熔融缩聚反应，以不同摩尔比合成了两种可再生聚酯：第一种是2,3:4,5-二-O-亚甲基-D-半乳糖二乙酸酯（GxMe）与异山梨醇的均聚物（IGPn），第二种是GxMe与1,3-丙二醇和对苯二甲酸二甲酯的无规共聚物（GTPn）。这两种聚酯均具有光学透明性、完全非晶态特征，玻璃化转变温度高于45℃，耐温性与PMMA相当。研究采用Lumogen Red（LR）和聚集诱导发光（AIE）荧光团TPETPAFN作为荧光剂，所制备的薄聚合物薄膜（25微米）高度均匀，尤其是GTPn基薄膜可能因其基质中含有增容对苯二甲酸酯单元且分子量更高。光谱表征和光学效率测定（hopt）表明其性能与LR/PMMA薄膜相当或更优。特别值得注意的是，含LR和TPETPAFN的GTPn基基体分别实现了7.7%和7.1%的hopt，这确证了该生物基聚酯可作为可再生且高性能的LSCs材料。

    关键词： 发光太阳能聚光器、可再生主体基质、聚集诱导发射、荧光团、聚酯

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 量子点及其应用

    摘要： 量子点（QDs）独特的尺寸依赖性带隙使其在各种应用中表现非凡。它们尤其在发光二极管和光伏电池等光电子领域引发了极大关注，因为通过优化合成工艺可显著改善其光致发光特性。控制其核/壳异质结构尤为重要且具有优势。然而，在量子点器件完全取代当前光电子技术之前，仍有一些挑战需要克服。本期特刊为高质量量子点的合成及其应用提供了详细指南。在器件制备方面，定制量子点的光学特性以及优化量子点相关界面的缺陷以实现更高性能仍是需要解决的重要问题。

    关键词： 量子点、发光太阳能聚光器、光致发光、光伏、光电探测器、电荷转移、电致发光

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 胶体核/壳量子点的光电应用理性设计

    摘要： 胶体核壳量子点（QDs）因其优异的光电特性——包括可调谐的吸光/发光光谱、高光致发光量子产率（PLQY）、抑制的俄歇复合效应、高效的电荷分离/转移能力以及卓越的光/热/化学稳定性，在太阳能技术领域展现出广阔前景。本综述总结了具有不同能带结构的工程化核壳量子点及其在发光太阳能聚光器（LSCs）、发光二极管（LEDs）、太阳能驱动光电化学（PEC）器件和量子点敏化太阳能电池（QDSCs）中的器件性能表现。特别重点介绍了界面层工程以及环保型无重金属核壳量子点在光电器件中的应用。最后简要阐述了核壳量子点的发展策略与实际应用前景，为研制高效稳定的量子点器件提供指导方向。

    关键词： 核壳量子点、光电化学电池、发光二极管、太阳能电池、发光太阳能聚光器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 发光太阳能聚光器中的宽带等离子体耦合与增强的功率转换效率

    摘要： 太阳能采集技术的进步需要创新方法来满足不断增长的能源需求。本研究利用金属纳米粒子（MNPs）与荧光团的等离子体相互作用来提升发光太阳能聚光器（LSCs）的光学性能。我们制备并表征了尺寸为45×45×3 mm3的等离子体发光太阳能聚光器（PLSC），其包含Lumogen Red305染料和金核银壳纳米立方体（Au@Ag NCs）。通过调节纳米立方体（NCs）与Red305染料之间的间距和光谱重叠来控制PLSC器件中的等离子体耦合效应。通过控制Au@Ag NCs的掺杂浓度获得均匀样品，进而调节其与Red305染料的间距。通过改变Au@Ag NCs掺杂浓度并测量波导边缘发射，研究了PLSC波导的光学性能。当Au@Ag NCs掺杂浓度为最佳值（1.1 ppm）时，PLSC器件的荧光增强达到最大值30%。实验显示从最大荧光增强到荧光猝灭的转变过程，这凸显了在Au@Ag NC与Red305染料分子耦合时，MNPs掺杂浓度和光谱重叠的重要性。在高掺杂浓度下，Red305染料分子向Au@Ag NCs的非辐射能量转移使猝灭效应占主导地位。我们将单晶硅太阳能电池连接至PLSC波导边缘，发现当Au@Ag NCs掺杂浓度为1.1 ppm时，其功率转换效率比0 ppm样品高出1.2倍。

    关键词： 金核银壳纳米立方体、边缘发射、光子模密度、发光太阳能聚光器、表面等离子体共振、等离子体耦合

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于掺镧离子硅塑料薄膜的光伏用太阳光谱转换：下转换层与发光太阳能聚光器

    摘要： 光伏电池对太阳辐照的吸收与地球实际光照条件不匹配，是制约光伏能量转换效率提升的主要因素之一。本研究通过在商用硅基光伏电池表面涂覆含镧系掺杂表面功能化离子硅酸盐（ISs）的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）发光下转换层来解决该问题。这种IS-PMMA混合材料展现出高效的光辐射捕获能力（光谱重叠约9.5×101?光子/(秒·平方米)）及转换效率（量子产率约52%）。但直射太阳光与下转换辐射会因全内反射部分导向层边缘而流失，导致涂层光伏电池无法利用这部分能量。通过调节下转换层厚度，该结构同时作为发光太阳能聚光器，使柔性光伏电池能收集导向至层边缘的辐射能量——相比裸光伏电池，这种设计将能量转换效率从单纯使用发光下转换层的约5%提升至约13%。优化后的Eu3?基薄膜在紫外光谱区实现了约32%的绝对外量子效率绝对提升（相较于裸光伏器件），达到目前报道的最佳水平之一。

    关键词： 硅光伏电池、光伏技术、离子硅酸盐、镧系元素、发光太阳能聚光器、下转换层

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于熔融纺丝聚合物光纤的发光太阳能聚光器

    摘要： 发光太阳能聚光器（LSCs）收集入射阳光并将其导向更小面积的光伏电池。本研究展示了由双组分熔纺纤维组成的LSCs在形状因子和光照角度影响下的性能表现。三种热塑性聚合物作为发光染料Lumogen Red 305（LR305）的分散基质材料。分子动力学模拟提供了Hildebrand溶解度参数的数值解，该参数可估算染料与聚合物基体的混合相容性。通过对比材料样品的实际发射强度测量值与蒙特卡洛光线追踪模拟结果，发现部分样品存在吸收增强的现象，由此推测当分散不理想时会产生光学惰性的染料聚集体。研究确定了性能最优的聚合物/染料组合并用于熔纺纤维制备，在白光照射及光照角度变化的实验场景中研究了几何定义的LSC纤维束——该实验模拟了无大气效应影响的理论日照过程。根据光照角度和纤维束几何结构的不同，所制备LSCs的光学转换效率介于2%至15%之间。

    关键词： 聚合物光纤、熔融纺丝、能量收集、发光太阳能聚光器

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 光伏用光谱转换器——未来展望

    摘要： 将光伏（PV）元件有效融入城市环境（尤其是建筑中）是一个具有挑战性的过程。除了黑色不透明光伏电池安装在建筑立面上存在美学局限外，由于邻近树木和建筑的遮挡效应，它们也无法处于高效发电的最佳位置。发光太阳能聚光器（LSCs）作为将大面积阳光汇聚成高场强小光束的理想解决方案受到重点关注。将光伏电池耦合在LSCs边缘也是实现光伏城市集成的有效策略。本文概述了LSCs的作用机制框架，综述了当前涉及不同几何构型光学活性中心的实验研究进展，并讨论了正在研发的LSCs性能量化方法。为保持完整性，还简要探讨了其他适用于光伏应用的光谱转换器。

    关键词： 太阳能、光伏、光谱转换器、发光太阳能聚光器、城市集成

    更新于2025-09-12 10:27:22