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电势诱导衰退和湿热衰退P-PERC太阳能电池的修复与增效
1
作者 洪伦 杜汇伟 +6 位作者 李明远 王疆瑛 张景基 宗泉 张昕宇 张彼克 金井升 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第8期1378-1386,共9页
针对P型钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池在服役期间受到电势衰退和湿热诱导衰退影响而引起光电转换效率降低的问题,本文通过光电注入和热退火工艺对已衰退电池进行修复并研究其增效机制。实验结果表明:在光照强度为3倍标准太阳光、... 针对P型钝化发射极背面接触(PERC)太阳能电池在服役期间受到电势衰退和湿热诱导衰退影响而引起光电转换效率降低的问题,本文通过光电注入和热退火工艺对已衰退电池进行修复并研究其增效机制。实验结果表明:在光照强度为3倍标准太阳光、电注入电流为10 A、退火温度为150℃、工艺50 min实验条件下,对180片已衰退电池进行修复实验,其中94.32%的已衰退电池的光电转换效率得到修复,实验后电池光电转换效率平均提升8.96%。光致发光光谱和量子效率分析表明,光电注入和热退火工艺可有效减少电池因电势诱导衰退和湿热衰退形成的内部缺陷和背表面缺陷,提升衰退电池片的光电转换效率。 展开更多
关键词 光电注入 p-perc太阳能电池 氢钝化 转换效率 性能衰退 电势诱导衰退 湿热衰退
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基于改进YOLOv5s太阳能电池片表面缺陷检测算法
2
作者 王巍 余欣 +1 位作者 缪佳欣 刘晓宇 《电子测量技术》 北大核心 2025年第5期128-136,共9页
太阳能电池片表面缺陷的出现会严重影响太阳能转化效率,准确检测太阳能电池片表面缺陷并及时处理可以有效提高发电效率。针对太阳能电池片生产过程中表面缺陷检测高精度、实时性的需求,本文提出了一种基于改进的YOLOv5s的太阳能电池片... 太阳能电池片表面缺陷的出现会严重影响太阳能转化效率,准确检测太阳能电池片表面缺陷并及时处理可以有效提高发电效率。针对太阳能电池片生产过程中表面缺陷检测高精度、实时性的需求,本文提出了一种基于改进的YOLOv5s的太阳能电池片表面缺陷检测算法。该算法首先在主干特征提取网络中用C3CA模块替换网络中C3模块,并加入CBAM注意力机制,提升网络的特征提取能力;其次,在特征融合网络中引入BiFPN网络结构,提升网络中不同语义和尺度信息的特征融合能力;最后,在输出端引入解耦头,提高了模型网络的收敛速度与检测精度。实验结果表明:改进模型在光伏电池EL数据集上平均精度均值mAP@0.5∶0.95为66.4%,相较于原网络提高了7.1%,实现了对太阳能电池片表面缺陷的快速有效定位识别,在太阳能电池工业生产过程中具有一定的实际应用价值。 展开更多
关键词 太阳能电池片 YOLOv5s 缺陷检测 注意力机制 BiFPN
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自组装单分子层在反式钙钛矿太阳能电池中的研究进展
3
作者 李磊 丁梦竹 +1 位作者 王芳芳 黄维 《应用化学》 北大核心 2025年第5期597-620,共24页
钙钛矿太阳能电池以其优异的光电转换效率、低廉的制造成本和简便的制备工艺而备受瞩目,有望成为下一代光伏技术。然而,其长期稳定性问题和潜在的铅泄漏风险严重阻碍了其商业化进程。反式钙钛矿太阳能电池(iPSCs)凭借其优异的稳定性,成... 钙钛矿太阳能电池以其优异的光电转换效率、低廉的制造成本和简便的制备工艺而备受瞩目,有望成为下一代光伏技术。然而,其长期稳定性问题和潜在的铅泄漏风险严重阻碍了其商业化进程。反式钙钛矿太阳能电池(iPSCs)凭借其优异的稳定性,成为研究热点。自组装单分子层(SAMs)作为一种新型的空穴选择层(HSL)材料,因其定制化的分子剪裁策略和优异的界面调控能力,为解决iPSCs的稳定性和效率问题提供了新的途径。本文综述了SAMs在iPSCs中的应用进展,详细讨论了SAMs的分子结构设计、沉积方法以及其在能级调控、缺陷钝化和界面改性方面的作用机制。此外,本文还探讨了顺序沉积和共组装(Co-SAMs)策略以进一步提升器件性能。最后,对SAMs技术面临的挑战和未来的发展方向进行了展望,包括大面积制备、长期稳定性提升、成本降低以及新型SAMs分子的设计等。SAMs技术有望推动iPSCs的高效、稳定和低成本商业化,为清洁能源的可持续发展做出贡献。 展开更多
关键词 钙钛矿太阳能电池 自组装单分子层 空穴选择层
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Cs_(2)AgBiBr_(6)钙钛矿太阳能电池性能优化及能级调控工程
4
作者 张鑫 段伦博 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期658-667,共10页
为了提升Cs_(2)AgBiBr_(6)钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能,通过能级调控工程提出了一种具有微偏移能级结构的新型无铅太阳能电池,并采用密度泛函理论和一维太阳能电池仿真软件SCAPS-1D研究了其光电特性和能级匹配机制。基于实验设计对SCA... 为了提升Cs_(2)AgBiBr_(6)钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能,通过能级调控工程提出了一种具有微偏移能级结构的新型无铅太阳能电池,并采用密度泛函理论和一维太阳能电池仿真软件SCAPS-1D研究了其光电特性和能级匹配机制。基于实验设计对SCAPS-1D初始模型进行验证,使用10种传输层材料调控PSCs的能级结构,并综合分析了内部因素和工作温度对器件性能的影响。结果表明,Cs_(2)AgBiBr_(6)具有良好的光学和电子特性。当Cs_(2)AgBiBr_(6)基PSCs的导带偏移量达到0.03 eV、价带偏移量达到-0.23 eV时,构成的IZGO/Cs_(2)AgBiBr_(6)/Cu2O微偏移能级结构使器件的光伏性能得到了显著提升。这是由于微偏移能级结构的构建改善了PSCs的载流子传输机制,有利于光生电子-空穴对在层间的运动。优化的PSCs功率转换效率从最初的1.44%提升至20.89%。研究结果为无铅PSCs的高性能开发提供了新思路。 展开更多
关键词 钙钛矿太阳能电池 光电特性 能级调控 微偏移结构 性能优化
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融合小尺寸动态蛇形卷积的太阳能电池板检测YOLO模型
5
作者 汪宇玲 常佳熠 《现代电子技术》 北大核心 2025年第11期114-120,共7页
针对太阳能电池板表面缺陷检测任务中检测精度低的问题,提出一种融合小尺寸动态蛇形卷积的太阳能电池板检测YOLO模型。主要设计了可适应管束状瑕疵的小尺寸动态蛇形卷积,增强了模型对裂纹缺陷的表征能力;同时在模型颈部加入高效通道注... 针对太阳能电池板表面缺陷检测任务中检测精度低的问题,提出一种融合小尺寸动态蛇形卷积的太阳能电池板检测YOLO模型。主要设计了可适应管束状瑕疵的小尺寸动态蛇形卷积,增强了模型对裂纹缺陷的表征能力;同时在模型颈部加入高效通道注意力机制,并融合加权梯度特征,增强了对关键特征的提取能力。所提方法基于公开数据集进行仿真实验,实验mAP@0.5可达88.1%,相较于YOLOv7、Faster R-CNN、YOLOX-S的平均精度均值分别提高了5%、15.8%、1.6%,可以更准确地完成太阳能电池表面缺陷检测任务。 展开更多
关键词 太阳能电池板 缺陷检测 梯度信息 动态蛇形卷积 高效通道注意力机制 YOLO模型
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木质素衍生碳基染料敏化太阳能电池的制备及其光伏性能 被引量：1
6
作者 柴化云 程文杰 +2 位作者 柴亚玲 万才超 吴义强 《林业工程学报》 北大核心 2025年第1期33-40,共8页
染料敏化太阳能电池(DSSCs)的对电极一般采用贵金属铂(Pt),但Pt在碘系电解液中易被腐蚀,导致DSSCs成本较高且稳定性不足,难以规模化生产。以可再生木质素为碳源制备高性能电催化剂作为Pt对电极的廉价替代品无疑是一种理想策略。以木质... 染料敏化太阳能电池(DSSCs)的对电极一般采用贵金属铂(Pt),但Pt在碘系电解液中易被腐蚀,导致DSSCs成本较高且稳定性不足,难以规模化生产。以可再生木质素为碳源制备高性能电催化剂作为Pt对电极的廉价替代品无疑是一种理想策略。以木质素为碳源、KOH为活化剂,通过一步热解法合成了多级多孔碳,并应用于DSSCs。通过扫描电镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪及全自动比表面积分析仪等方法研究了多孔碳的结构特征及孔隙特性,利用电化学工作站、太阳光模拟器、万用电表等设备评估了该衍生碳作为DSSCs对电极材料催化I-3还原的能力。结果表明,木质素衍生多孔碳材料具有优异的催化活性,比表面积高达530.54 m^(2)/g,总孔容为0.64 cm^(3)/g,且同时具有微孔、中孔和大孔。其器件短路电流密度、开路电压及光电转换效率分别达到了15.88 mA/cm^(2)、710 mV和7.27%,远高于活化前,甚至超过了Pt基电池,展现了其在DSSCs领域的应用潜力。综上所述,通过简单的共热解方法,KOH和木质素成功合成了多级多孔碳材料,其高比表面积和丰富的孔隙可实现电荷的快速转移,从而显著提升了电化学性能。因此,该多孔碳作为DSSCs对电极时,能显著提高器件的各个参数,并获得高于Pt基DSSCs的转换效率,表明木质素衍生碳具有作为Pt对电极廉价替代品的潜力。 展开更多
关键词 木质素 多级多孔碳 染料敏化太阳能电池 对电极 电化学性能
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空间GaAs太阳能电池辐照损伤效应模拟研究
7
作者 魏嘉欣 郝建红 +4 位作者 赵强 范杰清 张芳 薛碧曦 董志伟 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第3期151-156,共6页
航天器在轨服役期间长期处于复杂恶劣的空间辐射环境,以GaAs为代表的III-V族化合物太阳能电池因具备高光电转换效率和抗辐照能力而被广泛应用于航天领域。采用有限元法,基于计算机辅助设计技术(TCAD)对GaAs太阳能电池的空间辐照损伤效... 航天器在轨服役期间长期处于复杂恶劣的空间辐射环境,以GaAs为代表的III-V族化合物太阳能电池因具备高光电转换效率和抗辐照能力而被广泛应用于航天领域。采用有限元法,基于计算机辅助设计技术(TCAD)对GaAs太阳能电池的空间辐照损伤效应进行了研究。以AM0光谱辐照下的GaAs太阳能电池电学参数为依据,建立了单结太阳能电池结构模型和辐照损伤模型,获得了在不同电子辐照条件下电池的伏安特性曲线,结合已有实验结果验证了本文模拟结果,分析了空间环境辐照下GaAs太阳能电池电学性能退化规律。结果表明,辐照损伤缺陷使得少数载流子扩散长度减小,降低了光生载流子的收集效率,在一定电子能量下,太阳能电池电学性能的退化幅度随辐照注量水平的提高而增大。 展开更多
关键词 GaAs太阳能电池 器件模拟 辐照损伤 电学性能
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太阳能电池伏安特性测试方法及其应用的评述
8
作者 严由康 肖文波 +3 位作者 周恒 李傲 孙雪琴 吴华明 《电源学报》 北大核心 2025年第3期309-317,共9页
太阳能电池伏安(I-V)特性是准确评估电池性能并排查其故障的重要参数。为此,首先对近年来太阳能电池伏安特性的5类测量方法(可变电阻负载法、电子负载法、DC-DC转换器负载法、四象限电源法和电容负载法)进行了系统性地总结,并指出它们... 太阳能电池伏安(I-V)特性是准确评估电池性能并排查其故障的重要参数。为此,首先对近年来太阳能电池伏安特性的5类测量方法(可变电阻负载法、电子负载法、DC-DC转换器负载法、四象限电源法和电容负载法)进行了系统性地总结,并指出它们的优缺点。其次,分析I-V测量方法在提取电池参数与诊断电池及组件老化、局部遮阴、尘埃堆积和短路故障方面的应用情况。最后,展望了电池伏安特性测量方法的发展趋势,预测DC-DC转换器负载法和电容负载法将成为未来伏安特性测量的主流方法。 展开更多
关键词 太阳能电池 I-V曲线 测量方法 参数提取 故障诊断
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柔性钙钛矿太阳能电池:挑战与发展
9
作者 陈延云 解翔 +3 位作者 戴申华 刘尧 陶智豪 童国庆 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期14-22,共9页
柔性钙钛矿太阳能电池作为一种新兴的光伏技术,因优异的光电性能和良好的柔性弯曲特性而受到广泛关注,在穿戴设备、便携式电源等场景中展现出巨大的应用潜力,成为太阳能电池研究的重要方向之一。近年来,国内外研究团队在提升柔性钙钛矿... 柔性钙钛矿太阳能电池作为一种新兴的光伏技术,因优异的光电性能和良好的柔性弯曲特性而受到广泛关注,在穿戴设备、便携式电源等场景中展现出巨大的应用潜力,成为太阳能电池研究的重要方向之一。近年来,国内外研究团队在提升柔性钙钛矿太阳能电池效率、机械弯曲稳定性和延长其工作寿命等方面取得了显著成果。本文介绍了柔性钙钛矿太阳能电池的器件结构,探讨了柔性基底选择、添加剂工程、钙钛矿结晶调控和界面优化等方面所面临的问题与挑战,并总结了提升光电转换效率和稳定性的相关策略。此外,本文还对未来发展方向及性能提升方面提出了展望。 展开更多
关键词 钙钛矿太阳能电池 柔性 结晶 界面优化 光电转换效率
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碳点在有机太阳能电池界面工程中的应用与展望
10
作者 王欣 王宇 +3 位作者 穆富茂 闫翎鹏 王振国 杨永珍 《高等学校化学学报》 北大核心 2025年第6期55-70,共16页
有机太阳能电池(OSCs)因具有制备工艺简单、材料来源广泛、柔性及可以卷对卷生产等优势而逐渐成为光伏领域的研究热点.在进一步商业化推广的道路上,OSCs也面临着提高光电转换效率(PCE)、规模化生产、降低成本及提高稳定性等诸多挑战.在... 有机太阳能电池(OSCs)因具有制备工艺简单、材料来源广泛、柔性及可以卷对卷生产等优势而逐渐成为光伏领域的研究热点.在进一步商业化推广的道路上,OSCs也面临着提高光电转换效率(PCE)、规模化生产、降低成本及提高稳定性等诸多挑战.在探索解决这些问题的研究中,碳点(CDs)因具有成本低、结构多样、绿色环保、来源广泛、导电性高及稳定性好等优点而备受关注.在OSCs器件中,CDs可以作为电荷传输层和界面修饰层材料使用,通过界面工程改善电池界面处的能级匹配和电荷传输性能,提升OSCs器件的整体性能,为光伏电池的发展提供新的思路,成为推动OSCs发展的关键材料之一.本文介绍了CDs的概念、分类和独特的结构特征,综合评述了其优异的可调光电特性和功能化改性方法,总结了CDs在OSCs界面工程领域的应用,指出了应用于OSCs领域的CDs基界面材料存在的问题,并对其进一步发展进行了展望. 展开更多
关键词 有机太阳能电池 碳点 界面工程 电荷传输 光电转换
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CsPbBr_(3)钙钛矿太阳能电池发展与挑战
11
作者 陈子聪 王保昌 +2 位作者 郑宏毅 解翔 童国庆 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期1-9,共9页
近年来,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经突破26%,得到了研究人员的广泛关注。然而,有机-无机杂化钙钛矿晶体结构对水氧等较为敏感,导致器件长期工作稳定性面临严峻的挑战。为此,通过引入无机碱金属(如Cs^(+))替代有机... 近年来,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经突破26%,得到了研究人员的广泛关注。然而,有机-无机杂化钙钛矿晶体结构对水氧等较为敏感,导致器件长期工作稳定性面临严峻的挑战。为此,通过引入无机碱金属(如Cs^(+))替代有机阳离子基团(如FA^(+),MA^(+))来构建全无机卤化物钙钛矿,是提升太阳能电池稳定性的有效途径。在Cs基钙钛矿太阳能电池中,CsPbBr_(3)钙钛矿电池因优异的耐热、耐光、耐湿等性能,成为钙钛矿电池研究的热点之一。它能够与碳电极相结合,构成无空穴传输层的全无机钙钛矿电池,并且已经取得了超过11%的转换效率。本文首先介绍了CsPbBr_(3)的晶体结构和性质,系统综述了提升CsPbBr_(3)钙钛矿薄膜结晶性及其太阳能电池光电转换效率的策略,同时分析了当前全无机钙钛矿电池存在的问题和挑战,旨在全面概述CsPbBr_(3)钙钛矿太阳能电池的研究进展,并展望其未来的发展方向和挑战。 展开更多
关键词 CsPbBr_(3) 钙钛矿 太阳能电池 碳电极 稳定性
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聚合物添加剂工程制备高性能银栅格上柔性钙钛矿太阳能电池
12
作者 李泽榕 毛晨雨 +5 位作者 孙涛 林煌 王佳明 陈步超 汤世伟 王维燕 《材料导报》 北大核心 2025年第4期1-5,共5页
基于银栅格透明电极的柔性钙钛矿太阳能电池是一种极具前景的便携式和可穿戴电子设备的理想电源。然而,卤素离子和金属离子之间的相互扩散会影响器件的效率和稳定性,对制备高性能柔性器件提出了挑战。本研究采用聚氨酯(PU)聚合物添加剂... 基于银栅格透明电极的柔性钙钛矿太阳能电池是一种极具前景的便携式和可穿戴电子设备的理想电源。然而,卤素离子和金属离子之间的相互扩散会影响器件的效率和稳定性,对制备高性能柔性器件提出了挑战。本研究采用聚氨酯(PU)聚合物添加剂钝化钙钛矿薄膜晶界,结合界面阻隔层的策略制备柔性钙钛矿电池。Pb^(2+)与C=O之间的强相互作用改善了钙钛矿薄膜的结晶特性,降低了薄膜的缺陷态密度。因此,基于银栅格电极的柔性钙钛矿电池光电转换效率(PCE)提高到20.21%,是迄今为止非ITO柔性电极上钙钛矿电池最高效率之一。由于聚氨酯填充晶界和界面阻隔层的双重作用阻碍了卤素和金属的相互扩散,柔性钙钛矿电池还表现出较高的湿度稳定性和运行稳定性。器件在30%的相对湿度下暴露150 h后仍能保持92.1%的初始PCE值,在最大功率点下工作1000 h后仍能保持95%的初始PCE值。最后,柔性钙钛矿电池显示出良好的机械稳定性,在4 mm的曲率半径下弯曲1000次后,还保持了86%的初始PCE。此研究可为高性能柔性钙钛矿光电器件的设计提供思路和实验指导。 展开更多
关键词 柔性钙钛矿太阳能电池 银栅格透明电极 聚氨酯 晶界
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NbSe_(2)纳米片优化钙钛矿太阳能电池的埋底界面
13
作者 董鹏宇 姜月 +8 位作者 杨正池 刘立城 李固 文鑫洋 王祯 施信波 周国富 刘俊明 高进伟 《物理化学学报》 北大核心 2025年第3期127-136,共10页
有机-无机金属卤化物钙钛矿太阳能电池(PSC)因其优异的光伏性能和低成本制造工艺成为下一代太阳能电池的有利候选者。其中,氧化锡(SnO_(2))具有优异电荷迁移率和电子提取效率,广泛用作钙钛矿太阳电池的电子传输层(ETL),相应的n-i-p型单... 有机-无机金属卤化物钙钛矿太阳能电池(PSC)因其优异的光伏性能和低成本制造工艺成为下一代太阳能电池的有利候选者。其中,氧化锡(SnO_(2))具有优异电荷迁移率和电子提取效率,广泛用作钙钛矿太阳电池的电子传输层(ETL),相应的n-i-p型单结钙钛矿器件已获得高达26.21%的认证效率。SnO_(2)层作为钙钛矿薄膜生长的基底,对钙钛矿埋底界面的形成和薄膜的结晶质量起着决定性作用。然而,由于SnO_(2)和钙钛矿的热膨胀系数存在差异,在后续的退火过程不可避免地会在钙钛矿薄膜中产生残余应力导致晶格畸变,这严重影响了电池的光电性能和稳定性。针对残余应力释放问题,研究人员将不同的聚合物和小分子作为缓冲层应用于SnO_(2)/钙钛矿界面,并取得了一些进展。而与这些绝缘材料相比,二维(2D)纳米片具有高载流子迁移率、宽带隙和优异光吸收性能等特性,是很有前景的界面材料。尤其,2DNbSe_(2)纳米片具有溶液可加工性、高固有电导率以及干净光滑表面(即没有悬空键)等优点。因此,本工作在SnO_(2)/钙钛矿界面引入2D NbSe_(2)纳米片以释放钙钛矿薄膜中的残余拉伸应变,并构建更匹配的能级排列结构。最终,我们制备出了高质量的钙钛矿薄膜,并将钙钛矿太阳能电池效率从21.81%提高到24.05%。另外,文本的未封装电池在大气条件下老化1000h后,仍保持了91%的初始效率。 展开更多
关键词 钙钛矿太阳能电池 二维材料 应变释放 能级排列
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大概念统摄下跨学科项目式教学设计与实践——以“探究硅太阳能电池的发电原理”为例
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作者 马任永 刘学超 +1 位作者 江合佩 裴会莲 《化学教学》 北大核心 2025年第1期50-55,69,共7页
发展光伏发电是我国推进节能减排工作的重要举措。以“探究硅太阳能电池的发电原理”为项目主题,在“结构决定性质”大概念的统摄下,通过分析硅晶体导电的原理、优化硅晶体的导电性能、制备硅太阳能电池板等活动,建构从“原子结构、晶... 发展光伏发电是我国推进节能减排工作的重要举措。以“探究硅太阳能电池的发电原理”为项目主题,在“结构决定性质”大概念的统摄下,通过分析硅晶体导电的原理、优化硅晶体的导电性能、制备硅太阳能电池板等活动,建构从“原子结构、晶体结构、电子配对、精硅提纯、pn结制备”等角度认识物质性质的思维模型,从化学视角认识改变硅晶体结构对其导电性能的影响,加强学生对化学学科社会价值的认识,培养学生化学学科核心素养。 展开更多
关键词 中学化学 大概念 项目式教学 核心素养 硅太阳能电池
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大面积有机太阳能电池在空间领域的应用探索
15
作者 张建齐 田晨阳 魏志祥 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第8期2605-2614,共10页
有机太阳能电池(OSC)因低成本、轻质柔性及可印刷制备特性,被视为空间领域新型光伏器件的潜在选择,其小面积单结器件能量转换效率(PCE)已突破19%,比功率显著高于传统硅基及Ⅲ-Ⅴ族电池,且可折叠特性可节省运输空间,但大面积组件化面临... 有机太阳能电池(OSC)因低成本、轻质柔性及可印刷制备特性,被视为空间领域新型光伏器件的潜在选择,其小面积单结器件能量转换效率(PCE)已突破19%,比功率显著高于传统硅基及Ⅲ-Ⅴ族电池,且可折叠特性可节省运输空间,但大面积组件化面临能量转换效率损失、结构设计与长期工作稳定性等瓶颈。基于此,聚焦柔性有机太阳能电池在空间应用中的核心问题,系统分析溶液印刷技术在大面积制备中的工艺优化路径,总结面积放大导致的能量转换效率损失因素。同时,回顾有机太阳能电池在模拟超高真空、极端温差及辐射环境中的稳定性验证。结合当前研究进展,提出未来需通过分子结构优化、叠层设计及器件工艺改进,实现器件能量转换效率突破20%,并提高器件长期工作稳定性,为柔性有机太阳能电池在空间飞行器电力系统中的应用提供理论与技术参考。 展开更多
关键词 有机太阳能电池 柔性电子 空间应用 大面积器件 涂布工艺
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有机太阳能电池阴极界面材料研究进展 被引量：1
16
作者 赵勇 赵渊 黄澎 《化工进展》 北大核心 2025年第6期3524-3540,共17页
在过去几十年中,有机太阳能电池(OSC)由于其创新的材料设计和优化的器件结构取得了巨大的研究进展,目前单结OSC的能量转换效率已经超过了20%。界面工程是一种提高器件效率的关键手段,主要通过修饰OSC不同组分之间的界面性质和提高电荷... 在过去几十年中,有机太阳能电池(OSC)由于其创新的材料设计和优化的器件结构取得了巨大的研究进展,目前单结OSC的能量转换效率已经超过了20%。界面工程是一种提高器件效率的关键手段,主要通过修饰OSC不同组分之间的界面性质和提高电荷传输效率来实现,已成为推动器件性能提升的重要部分。理解界面层的内在工作机制以及与器件性能和长期稳定性相关的物理化学过程至关重要。在本文中,重点讨论了阴极界面工程在开发高性能OSC中的多方面应用和研究进展,着重于界面材料、界面处理技术和后处理工艺。首先,总结了阴极界面层(CIL)的特定功能及其相应的设计原则。然后,从单结OSC的CIL分类出发讨论了界面工程对器件效率和稳定性提升的作用机理,详细介绍了各种新型阴极界面传输材料的开发设计工作。最后,针对界面工程大面积、高性能和低成本器件制备应用过程面临的挑战和前景进行了讨论。 展开更多
关键词 有机太阳能电池 阴极界面层 界面工程 界面性质 能量转化效率
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超薄BiOIO_(3)对钙钛矿太阳能电池界面调控的研究
17
作者 李冰欣 赵志修 +5 位作者 梁建飞 王蓉 张华 刘伟宏 鲍永平 贾会敏 《化工新型材料》 北大核心 2025年第6期160-165,172,共7页
通过液相超声剥离法制备出超薄二维材料碘酸氧铋(BiOIO_(3)),使用超薄BiOIO_(3)对钙钛矿层和电子传输层之间的界面进行修饰。BiOIO_(3)晶格内电荷中心不重合,因此具有独特的自感应电场。这种特殊的自感应电场引入钙钛矿层和电子传输层... 通过液相超声剥离法制备出超薄二维材料碘酸氧铋(BiOIO_(3)),使用超薄BiOIO_(3)对钙钛矿层和电子传输层之间的界面进行修饰。BiOIO_(3)晶格内电荷中心不重合,因此具有独特的自感应电场。这种特殊的自感应电场引入钙钛矿层和电子传输层间有利于电子提取和减少积累,实现场效应钝化。此外,BiOIO_(3)具有高密度的带负电荷的氧原子与钙钛矿薄膜表面未配位的Pb^(2+)离子相互作用形成Pb—O键,有效钝化了钙钛矿表面Pb^(2+)缺陷。在场效应钝化和化学钝化的双重钝化作用下,电池开路电压显著提升,光电转化效率从20.54%提高到22.12%。 展开更多
关键词 钙钛矿太阳能电池 BiOIO_(3) 场效应钝化 界面修饰
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改性TiO_(2)光阳极染料敏化太阳能电池研究进展
18
作者 张玄 陈进 +1 位作者 王佳妮 高雨雨 《化工新型材料》 北大核心 2025年第7期24-29,34,共7页
染料敏化太阳能电池(DSSC)因制造工艺简单、无毒、半透明、环保、高效等优点而受到广大研究人员的极大关注。主要介绍DSSC的基本结构和工作机理,总结了DSSC阳极改性的研究进展,分析了半导体复合、离子掺杂、表面处理等对DSSC性能的影响... 染料敏化太阳能电池(DSSC)因制造工艺简单、无毒、半透明、环保、高效等优点而受到广大研究人员的极大关注。主要介绍DSSC的基本结构和工作机理,总结了DSSC阳极改性的研究进展,分析了半导体复合、离子掺杂、表面处理等对DSSC性能的影响,并寻找可以替代TiO_(2)的光阳极材料,展望了DSSC光阳极的发展方向。 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 光阳极 半导体材料 二氧化钛
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三元有机太阳能电池的研究进展
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作者 潘逸琦 李佳旭 +1 位作者 宋瀚轩 杨子浩 《应用化工》 北大核心 2025年第6期1524-1529,共6页
三元活性层中,第三组分的设计应根据其发挥的作用来优化材料,使三元策略的优势被充分利用。综述了三元有机太阳能电池的光电转换机制,阐述了第三组分对调节活性层形貌、光电转换过程和提升器件稳定性等方面的影响。并展望三元有机太阳... 三元活性层中,第三组分的设计应根据其发挥的作用来优化材料,使三元策略的优势被充分利用。综述了三元有机太阳能电池的光电转换机制,阐述了第三组分对调节活性层形貌、光电转换过程和提升器件稳定性等方面的影响。并展望三元有机太阳能电池未来的发展方向,认为探究三元界面的光电转换机理应成为未来研究的重要方向,希望为今后发展高性能三元有机太阳能电池提供参考。 展开更多
关键词 三元有机太阳能电池 能量转换效率 电荷转移 活性层形貌 稳定性
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基于聚小分子受体材料的有机太阳能电池研究进展
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作者 李新学 周雪 +2 位作者 郑春英 马继平 谷传涛 《化工新型材料》 北大核心 2025年第5期69-73,共5页
全聚合物太阳能电池(all-PSCs)是有机太阳能电池(OSCs)的一种,其因优异的形貌稳定性和机械拉伸性而受到广泛关注。近年来,富勒烯受体及其衍生物的缺点限制了光伏性能的进一步提高。n型聚合物电子受体因其具有能级可调、吸收系数高、电... 全聚合物太阳能电池(all-PSCs)是有机太阳能电池(OSCs)的一种,其因优异的形貌稳定性和机械拉伸性而受到广泛关注。近年来,富勒烯受体及其衍生物的缺点限制了光伏性能的进一步提高。n型聚合物电子受体因其具有能级可调、吸收系数高、电学和光电性能优异等优点而得到发展。得益于n型聚小分子受体材料(PSMAs)的快速发展,all-PSCs的能量转换效率(PCEs)得到了显著的提升。主要总结了PSMAs的发展、all-PSCs的研究进展,展望了未来OSCs的发展方向。 展开更多
关键词 有机太阳能电池 聚小分子受体材料 非富勒烯受体材料 能量转换效率
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