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oe1(光电查) - 科学论文

24 条数据
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  • 通过水诱导纳米多孔热冷却层提升硅太阳能电池的工作效率

    摘要： 硅太阳能电池下方14毫米厚的纳米多孔热冷却层（TCL）将其工作温度从82°C降至68°C。这一降低的工作温度使其绝对工作效率提升了0.75%。对TCL所用材料进行的X射线衍射分析显示其具有非晶特性。扫描电镜图像证实，相互连接的碳颗粒在TCL内形成了微通道。进一步的场发射扫描电镜分析用于检查碳颗粒的深层结构，显示出颗粒内部的纳米多孔形貌。通过BET测量法检测了所用TCL的孔隙率，证实该TCL具有高度多孔性，其比表面积约为798.35平方米/克，平均孔径为2.3纳米。详细研究了诱导水浓度（0.049至0.49毫升/立方厘米）对纳米多孔TCL增强冷却效率的影响。使用饱和水（0.49毫升/立方厘米）的TCL（14毫米厚）进一步将设备工作温度从68°C降至58°C，且设备在该温度下持续运行约三小时。此外，为延长有效作用时间，详细分析了饱和水TCL厚度（4毫米至26毫米）对冷却效率的影响。在太阳能电池下方使用优化后的饱和水TCL，将其工作效率从82°C时的11.4%提升至58°C时的12.69%，显示出电池效率的绝对和相对提升分别为1.29%和11.32%。最后，详细讨论了TCL的热分析及其内部的水冷却机制。

    关键词： 效率提升、硅太阳能电池、热冷却层、冷却平台期、冷却剂、纳米多孔结构

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • PbS量子点掺杂的聚硫化物纳米纤维凝胶聚合物电解质对CdS量子点敏化TiO2太阳能电池效率提升的影响

    摘要： 量子点敏化太阳能电池（QDSSCs）是最具前景的低成本第三代太阳能电池之一。半导体量子点具有独特性质，如高摩尔消光系数、通过量子限域效应可调节的能隙以及多激子生成能力。本研究采用多硫化物液态电解质和醋酸纤维素纳米纤维基凝胶电解质制备了稳定的CdS量子点太阳能电池。在液态或凝胶电解质中掺入PbS量子点后，太阳能电池效率显著提升。在100 mW cm?2模拟光照下，由于向相应电解质中添加5%（质量比）PbS量子点，基于多硫化物液态电解质的CdS量子点太阳能电池效率从1.19%提升至1.51%，基于纳米纤维凝胶电解质的CdS量子点太阳能电池效率从0.94%提升至1.46%。效率提升归因于短路光电流密度的增加，这明显是由PbS量子点促进的间接离子解离导致硫化物离子（S2?）电导率提高所致。

    关键词： 硫化物离子电导率、纳米纤维凝胶电解质、效率提升、量子点敏化太阳能电池、量子点掺杂电解质

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过电子注入氢化法改善太阳能电池用p型多晶硅材料的研究

    摘要： 本文研究发现，通过电子注入氢化工艺（HEI）可使p型单晶硅（mono-Si）钝化发射极和背面接触（PERC）太阳能电池效率绝对值提升0.12%，但该方案不适用于p型多晶硅（mc-Si）电池。为提高mc-Si电池的功率转换效率（PCE），我们开发了针对mc-Si电池的改进HEI工艺以优化器件性能，同时分析了该工艺作用后的电池内部机理。通过实验设计（DOE）详细研究了注入电流、温度、注入时间与效率提升之间的关联。结果表明：相较于单晶硅电池，多晶硅电池需要更高的电流注入和温度来钝化体相中的复杂杂质。采用本文优化的工艺方案后，p型mc-Si电池的开路电压（Uoc）、短路电流密度（Jsc）和填充因子（FF）分别提升了1.2 mV、0.11 mA·cm?2和0.05%（绝对值），效率绝对值提高约0.11±0.005%。这些成果为通过HEI工艺进一步提升mc-Si PERC电池效率及克服光热诱导衰减提供了方法依据。

    关键词： 氢化、效率提升、p型多晶硅材料、太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用高效电荷生成层的串联有机发光二极管设计

    摘要： 本研究提出了一种基于平面有机电荷生成层（CGL）C70/并五苯的高效串联有机发光二极管（OLED）。研究发现，该CGL不仅能产生电荷，还表现出有机光伏特性。此外，采用极薄的Al/LiF和PEDOT:PSS分别作为电子和空穴注入层，以进一步增强载流子从CGL向发光单元的传输。红色串联器件在20 mA/cm2和100 mA/cm2电流密度下的电流效率和亮度分别达到29 cd/A和29010 cd/m2，分别是同电流密度下单发光单元器件（电流效率15.63 cd/A，亮度15630 cd/m2）的1.855倍和1.856倍。通常串联器件的开启电压是单器件近两倍，但采用本CGL的红色串联器件开启电压仅为5.9 V，未达到单器件开启电压（3 V）的两倍。因此，该CGL优异的电荷生成传输特性及薄层Al与PEDOT:PSS的高注入特性共同提升了串联OLED的效率。

    关键词： 串联OLED、电荷产生层、电子注入、效率提升

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 一种简易的微波辅助水热法合成石墨烯量子点以提高有机太阳能电池效率

    摘要： 碳基纳米材料多年来持续处于不同研究领域和应用的前沿。人们对低维碳材料家族（碳纳米管、富勒烯、石墨烯和石墨烯量子点）的认识已达到一定深度。本报告采用微波辅助水热法，以氧化石墨烯为原料合成了石墨烯量子点。与传统耗时较长的水热法相比，这种新方法所需时间大幅缩短，仅需约十分钟。通过显微和光谱表征证实了源自石墨烯片的量子点成功形成。所得纳米颗粒直径约2-8纳米，在紫外激发下呈现蓝色发光，且在极性溶剂中分散性良好，可收集为粉末状。合成的石墨烯量子点被用作有机太阳能电池的空穴传输层以提升电池量子效率。这些量子点的能级（Ec和Ev）与导电聚合物的HOMO和LUMO能级相关。将P3HT:PCBM聚合物与足量石墨烯量子点混合后，显著降低了两种材料界面处的电位差。最终电池整体效率提升至1.43%，较原始电池（0.99%）提高了44%以上。

    关键词： 微波辅助水热合成、有机太阳能电池、石墨烯量子点、效率提升

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用集成金属网格提升碳电极导电性以增强全印刷介观钙钛矿太阳能电池性能

    摘要： 碳基钙钛矿太阳能电池（C-PSCs）因具有高度稳定性、低成本及易于规?；圃斓墓ひ沼攀疲殉晌祁芽蠊夥煊蜃罹呱桃祷熬暗暮蜓〖际?。然而碳电极有限的导电性制约了器件性能，成为商业化应用的主要障碍。本研究提出一种可扩展的碳电极导电性增强方法——通过在预制C-PSCs中集成铝/铜栅格结构。采用低温碳墨水将金属栅格附着于电池表面后，实验发现该方法能显著降低顶部电极串联电阻，使填充因子和光电转换效率大幅提升。栅格集成后，1平方厘米C-PSCs的功率转换效率（PCE）分别达到铜栅格13.4%和铝栅格13%，而标准C-PSCs仅为11.3%。在大尺寸11.7平方厘米模组中性能提升更为显著：铝栅格和铜栅格模组的PCE分别从7.7%跃升至10%和11%。该技术为高性能大面积C-PSCs提供了快速低温的制备路径，在钙钛矿电池及模组的大规模生产应用方面具有重要潜力。

    关键词： 模块，碳基钙钛矿太阳能电池，效率提升，低温碳墨水，金属栅线，高导电性碳电极

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过掺杂空穴传输层提升钙钛矿CsPbBr?量子点发光二极管效率

    摘要： 平衡电荷注入对于高性能钙钛矿CsPbBr3量子点发光二极管(QLED)至关重要。然而空穴传输材料(HTM)的低迁移率严重限制了QLED性能的提升。本研究通过掺杂聚(9-乙烯基咔唑)(PVK)和聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)苯胺](poly-TPD)开发出新型HTM材料，有效改善最高占据分子轨道(HOMO)能级结构并提升载流子迁移率。同时引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为电子阻挡层以实现更优的电荷注入平衡。最终器件获得0.53%的外量子效率(EQE)和414.83 cd/m2的亮度，较未处理QLED提升达8倍，为获得更优性能提供了新途径。

    关键词： 量子点发光二极管，效率提升，钙钛矿CsPbBr3，空穴传输层

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 牛脑蛋白的两性离子效应对染料敏化太阳能电池（DSSC）效率提升的研究

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSC）是一种利用植物天然染料吸附于半导体中将太阳能转化为电能的电池。该电池制造成本较低、易于生产、可在可见光下工作且环保。其缺点是与硅基太阳能电池相比效率仍较低，这种低效源于DSSC中电流流动存在障碍。本研究成功通过在多孔TiO2半导体中沉积牛脑包涵素蛋白制备了DSSC——牛脑蛋白的两性离子效应能降低电阻并增强电流。填充TiO2颗粒间隙的牛脑蛋白两性离子效应既产生捕获电子的酸性反应又形成释放电子的碱性基团，从而使牛脑蛋白可作为TiO2分子间的电子桥梁提升DSSC电流。研究采用0%、25%、50%和75%四种浓度将牛脑包涵素蛋白沉积于多孔TiO2半导体，通过X射线衍射仪（XRD）测定晶体结构、傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析功能团组成、扫描电子显微镜（SEM）观察表面形貌特征，并使用AM 1.5G太阳模拟器（1000W/m2）测试效率变化。XRD结果显示随着牛脑蛋白浓度增加，氨基酸晶体结构与尺寸增大（75%添加量时达最大值42.25nm）。FTIR表明蛋白添加会在DSSC表面形成含氨基的蛋白质功能团，且浓度升高时FTIR光谱显示功能团能量吸收更显著。SEM观察到TiO2沉积蛋白分子浓度增加会使分子间空腔减小，证实蛋白填补了TiO2间隙。AM 1.5G测试表明75%脑蛋白浓度添加时获得最高效率值1.465%。

    关键词： 染料敏化太阳能电池（DSSC）、效率提升、网格蛋白、两性离子效应、二氧化钛（TiO2）、牛脑

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 利用具有介孔氧化物表面的钛铌合金光阳极提升染料敏化太阳能电池的效率

    摘要： 通过H2O2预处理在Ti-6wt%Nb合金片表面成功制备出原生介孔钛铌氧化物层，该材料作为染料敏化太阳能电池（DSSCs）的高效光阳极表现出优异性能。这种合金介孔结构不仅增大了与丝网印刷TiO2纳米颗粒的接触表面积，还能在烧结纳米颗粒沉积层中实现铌合金化。采用适当后处理的H2O2预处理方法可使DSSCs能量转换效率提升高达22%，与未合金化结构相比，介孔Ti-Nb光阳极使转换效率提高了15.2%至18.3%。暗电流条件下的EIS测试结果表明，由于能垒作用，介孔Ti-Nb光阳极DSSCs在Nb掺杂TiO2/染料/电解质层界面处对电子-空穴复合的抑制作用更为显著。

    关键词： 效率提升、介孔氧化物表面、钛铌合金、光阳极、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年第44届国际红外、毫米波和太赫兹波会议(IRMMW-THz) - 法国巴黎 (2019.9.1-2019.9.6)] 2019年第44届国际红外、毫米波和太赫兹波会议(IRMMW-THz) - 自由电子激光器中的多级捕获机制

    摘要： 研究了自由电子激光器中捕获机制的新方案。在Ka波段进行了实现"非共振"捕获的原理验证实验。针对短波长自由电子激光器，我们阐述了"多级"捕获机制的两种不同应用方式：其一，该机制可作为提升自放大自发辐射模式自由电子激光器效率的途径；其二，单频射频信号的多级放大可实现工作电子束的有效冷却。

    关键词： 电子束冷却、多级捕获、效率提升、非共振捕获、自由电子激光器

    更新于2025-09-16 10:30:52