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无空穴传输层CsGeI_(3)钙钛矿电池的性能模拟研究
1
作者 黄孝坤 《电源技术》 北大核心 2025年第10期2173-2181,共9页
无铅CsGeI_(3)钙钛矿材料由于其较小的空穴有效质量等特性展现出良好的空穴传输潜力。这为进一步简化钙钛矿太阳电池结构、降低制作成本提供了新的可能性。对无空穴传输层CsGeI_(3)钙钛矿太阳电池进行了电学仿真。通过对吸光层进行梯度... 无铅CsGeI_(3)钙钛矿材料由于其较小的空穴有效质量等特性展现出良好的空穴传输潜力。这为进一步简化钙钛矿太阳电池结构、降低制作成本提供了新的可能性。对无空穴传输层CsGeI_(3)钙钛矿太阳电池进行了电学仿真。通过对吸光层进行梯度掺杂的方式提升了器件的性能,并探讨了掺杂浓度梯度、平均掺杂浓度、子层数量等关键因素对太阳电池性能的影响。研究发现,梯度掺杂可以有效扩展吸收层中的内建电场,促进光生载流子的分离和传输,仅需两层子层即能实现理想的掺杂效果。同时,适当优化吸收层的电子亲和能和背电极功函数可进一步提升电池的性能。优化后的电池光电转换效率可从4.17%提升至16.9%。这为高效无空穴传输层钙钛矿电池的实验制备提供了新的思路。 展开更多
关键词 CsGeI_(3) 钙钛矿太阳电池 无空穴传输层 梯度掺杂 数值模拟 器件结构
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氨基酸辅助增强Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿荧光粉及其蓝光LED的性能研究 被引量：1
2
作者 许泽尧 熊浩 +3 位作者 李平 洪锦泉 杨爱军 江琳沁 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第9期1681-1690,共10页
本文采用简单的室温球磨法制备了一系列L-组氨酸(L-His)和5-氨基戊酸(5-Ava)修饰的Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿荧光粉,并对Cs_(3)Cu_(2)I_(5)∶x%L-His和Cs_(3)Cu_(2)I_(5)∶x%5-Ava(x=0、0.5、1、1.5、2)样品的物相、形貌、光学和稳定性... 本文采用简单的室温球磨法制备了一系列L-组氨酸(L-His)和5-氨基戊酸(5-Ava)修饰的Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿荧光粉,并对Cs_(3)Cu_(2)I_(5)∶x%L-His和Cs_(3)Cu_(2)I_(5)∶x%5-Ava(x=0、0.5、1、1.5、2)样品的物相、形貌、光学和稳定性进行了分析。氨基酸添加未对Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿的晶体结构造成影响,Cs_(3)Cu_(2)I_(5)仍属于Pnma空间群,但氨基酸的加入对钙钛矿的晶粒尺寸有一定的限制作用,并有效改善了其光电性能。当x=1时,经L-His和5-Ava修饰的Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿较纯Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿的荧光强度分别提升约1.30倍和1.41倍,光致发光量子产率(PLQY)提高约25.09个百分点和30.47个百分点,荧光寿命有效延长。研究发现,性能的改善与氨基酸中氨基以及羧基基团的作用有关,氨基以及羧基基团钝化了钙钛矿的缺陷并抑制非辐射复合过程的能量损失。此外,采用L-His和5-Ava修饰的Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿荧光粉制备了蓝光发光二极管(LED),在70 mA的偏流下,该LED光效率较纯Cs_(3)Cu_(2)I_(5)器件分别增强达1.85倍和2.10倍,表明这类材料在LED领域有着极大的应用价值。 展开更多
关键词 钙钛矿荧光粉 Cs_(3)Cu_(2)I_(5) 氨基酸修饰 光致发光量子产率 缺陷 非辐射复合
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基于DCGANs的半片光伏组件电致发光图像增强技术 被引量：3
3
作者 何翔 《应用光学》 CAS 北大核心 2023年第2期314-322,共9页
针对半片光伏组件电致发光(electroluminescence,EL)缺陷自动识别过程中训练用样本不足导致模型过拟合的问题,采用深度卷积生成对抗网络(deep convolutional generative adversarial networks,DCGANs)生成可控制属性的半片光伏组件EL图... 针对半片光伏组件电致发光(electroluminescence,EL)缺陷自动识别过程中训练用样本不足导致模型过拟合的问题,采用深度卷积生成对抗网络(deep convolutional generative adversarial networks,DCGANs)生成可控制属性的半片光伏组件EL图像,再采用多尺度结构相似性(multiscale structural similarity,MS-SSIM)指标对生成的EL图像与拍摄的EL图像之间的相似程度进行了评估。评估结果得到,使用DCGANs生成的所有类型半片光伏组件的EL图像与拍摄的EL图像的MS-SSIM指标都大于0.55,大部分的MS-SSIM值在0.7附近。在分类模型的训练过程中,测试集准确率随着训练集中生成图像数量的增加而升高,当生成图像数量达到6 000张时,测试集准确率达到97.92%。实验结果表明,采用DCGANs能够生成高质量且可控制属性的半片光伏组件EL图像,较好地解决因缺少训练样本而导致的模型过拟合问题。 展开更多
关键词 深度卷积生成对抗网络(DCGANs) 电致发光(EL) 多尺度结构相似性(MS-SSIM) 神经网络
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基于cycleGAN的太阳电池电致发光图像数据增强方法
4
作者 何翔 杨爱军 +2 位作者 黎健生 陈彩云 游宏亮 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1057-1069,共13页
针对光伏组件电致发光缺陷自动识别研究中训练用图像不足以及生成图像质量不佳的问题,采用cycleGAN生成了太阳电池EL缺陷图像,并与DCGAN生成的图像进行了综合性对比。将拍摄到的EL图像进行分类和数据增强形成训练集。接着采用训练集对cy... 针对光伏组件电致发光缺陷自动识别研究中训练用图像不足以及生成图像质量不佳的问题,采用cycleGAN生成了太阳电池EL缺陷图像,并与DCGAN生成的图像进行了综合性对比。将拍摄到的EL图像进行分类和数据增强形成训练集。接着采用训练集对cycleGAN与DCGAN进行训练。最后,从生成图像的有效性、相似性和多样性3个角度对比了两个模型所生成的图像。实验结果表明,cycleGAN所生成的图像中,有效图像的占比显著高于DCGAN。与真实拍摄的图像相比,cycleGAN所生成图像的感官相似性极高,难以通过人眼分辨。cycleGAN所生成图像的FID指标显著低于DCGAN。采用cycleGAN生成图像训练的分类模型对真实拍摄图像的准确率达到93.45%,当训练集中混入少量真实拍摄图像时,该准确率提升至98.26%,显著高于DCGAN。cycleGAN生成图像的平均MS-SSIM指标显著低于DCGAN。采用cycleGAN进行太阳电池EL图像的数据增强是一种行之有效的方法,在有效性、相似性和多样性3方面显著优于DCGAN。 展开更多
关键词 光伏组件 太阳电池 电致发光 cycleGAN DCGAN
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电致发光缺陷检测仪的成像性能评估 被引量：15
5
作者 林剑春 杨爱军 沈熠辉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1418-1424,共7页
针对电致发光缺陷检测仪的成像性能不一致的现状,结合光伏组件自身的电致发光原理,对分辨率、图像均匀性、图像显示等技术指标进行了分析和比较,提出了一种适用于光伏组件生产线现场快速有效的检测技术。研制了相应的检测评估装置,开展... 针对电致发光缺陷检测仪的成像性能不一致的现状,结合光伏组件自身的电致发光原理,对分辨率、图像均匀性、图像显示等技术指标进行了分析和比较,提出了一种适用于光伏组件生产线现场快速有效的检测技术。研制了相应的检测评估装置,开展了相关测试试验。实验结果表明,利用该技术对粘贴在组件上的分辨率测试板的图像进行视觉判读,可实现1.98lp/mm(线对每毫米)的最高分辨率检测以及0.1mm线宽的最小单条纹缺陷模拟检测,从而保证光伏组件的缺陷检测工作能够更加准确有效,促进光伏产业的质量提升。经测试,该评估技术适用于光伏组件生产线上的电致发光缺陷检测仪,可满足目前光伏产业的检测需求。 展开更多
关键词 光伏组件 电致发光 缺陷检测 分辨率 线对
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基于CuS空穴传输材料的钙钛矿电池的性能研究 被引量：1
6
作者 黄孝坤 杨爱军 +2 位作者 黎健生 江琳沁 邱羽 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第3期485-492,共8页
为进一步降低钙钛矿太阳能电池(PSCs)制备成本,提高其稳定性,需要可低温制备、稳定和高效的无机空穴传输层。本文利用太阳能电池模拟软件SCAPS-1D对基于CuS空穴传输层的钙钛矿电池进行电学仿真,探讨了吸光层的厚度和缺陷态密度、界面层... 为进一步降低钙钛矿太阳能电池(PSCs)制备成本,提高其稳定性,需要可低温制备、稳定和高效的无机空穴传输层。本文利用太阳能电池模拟软件SCAPS-1D对基于CuS空穴传输层的钙钛矿电池进行电学仿真,探讨了吸光层的厚度和缺陷态密度、界面层缺陷态密度以及空穴传输层电子亲和能对太阳能电池性能的影响。从模拟结果可知,当钙钛矿薄膜的厚度为400 nm,吸光层和界面的缺陷态密度小于10-16 cm^(-3),且CuS的电子亲和能为3.3 eV时,电池性能较佳。优化后的电池性能如下:开路电压(V oc)为1.07 V,短路电流(J sc)为22.72 mA/cm^(2),填充因子(FF)为0.85,光电转换效率(PCE)为20.64%。本研究为基于CuS的高效钙钛矿太阳能电池的实验制备提供了理论上的指导。 展开更多
关键词 钙钛矿太阳能电池 CUS 空穴传输层 数值模拟 界面 缺陷态密度
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低剂量异辛酸亚锡调控两步法制备Sn-Pb混合钙钛矿太阳能电池
7
作者 王煜 熊浩 +4 位作者 黄孝坤 江琳沁 吴波 黎健生 杨爱军 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1339-1347,I0001,I0002,共11页
锡铅(Sn-Pb)混合钙钛矿在制备过程中常使用大量的氟化亚锡(SnF_(2))添加剂来抑制Sn^(2+)离子的氧化,然而SnF_(2)过量会影响薄膜质量、器件的光电转化效率(PCE)和稳定性。因此,开发低剂量的新型抗氧化剂对于实现高性能Sn-Pb混合钙钛矿电... 锡铅(Sn-Pb)混合钙钛矿在制备过程中常使用大量的氟化亚锡(SnF_(2))添加剂来抑制Sn^(2+)离子的氧化,然而SnF_(2)过量会影响薄膜质量、器件的光电转化效率(PCE)和稳定性。因此,开发低剂量的新型抗氧化剂对于实现高性能Sn-Pb混合钙钛矿电池至关重要。本研究采用两步法制备Sn-Pb混合钙钛矿薄膜,在第一步中引入较低剂量的异辛酸亚锡(SnOct_(2))替代SnF_(2)来抑制Sn^(2+)的氧化。研究表明该添加剂可提高薄膜的结晶质量,使得薄膜平均晶粒尺寸达到850nm,并且晶界数量减少。添加SnOct_(2)的薄膜在手套箱存放7d后仍含有93.5%的Sn^(2+),且由于SnOct_(2)具有优异的抗氧化性,使得添加SnOct_(2)后器件的陷阱态密度更低,从7.20×10^(15)cm^(–3)降低到4.74×10^(15)cm^(–3),抑制了非辐射复合。除此之外,SnOct_(2)还改善了钙钛矿薄膜的表面能级。最终,添加0.030 mmol SnOct_(2)的Sn-Pb混合钙钛矿电池的PCE达到17.25%,较添加0.10 mmol SnF_(2)的器件(11.63%)有显著提高;且在氮气中保存50 d后,PCE仍保存其初始值的70%以上。 展开更多
关键词 锡铅混合钙钛矿 太阳能电池 添加剂工程 两步法 稳定性
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基于BPNN与ISPEA的工业决策参数稳健优化
8
作者 李太福 廖志强 +2 位作者 辜小花 易军 葛继科 《控制工程》 CSCD 北大核心 2015年第4期742-746,共5页
为降低目标性能对工业决策参数因不确定性而变化的敏感性,实现即稳健又靠近理想性能的目标,提出了一种工业过程决策参数的稳健优化方法。首先用神经网络建立复杂工业过程模型,确定决策参数与目标性能之间的映射关系;再用模型的目标性能... 为降低目标性能对工业决策参数因不确定性而变化的敏感性,实现即稳健又靠近理想性能的目标,提出了一种工业过程决策参数的稳健优化方法。首先用神经网络建立复杂工业过程模型,确定决策参数与目标性能之间的映射关系;再用模型的目标性能均方差构建稳健准则,通过稳健准则量化目标的稳健性;然后将稳健准则与目标性能作为两个目标,构造出多目标稳健优化模型,利用具有多体交叉和大搜索范围的改进的强度Pareto进化算法(Improve Strength Pareto Evolutionary Algorithm,ISPEA)对多目标稳健优化模型进行搜索,搜索稳健性和目标性能最好的解,据此对实际生产进行指导。通过对氢氰酸(HCN)生产工艺的仿真验证,显示了该方法的有效性。 展开更多
关键词 决策参数 稳健优化 神经网络 改进增强进化算法
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