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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
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用于晶体硅太阳能电池的具有三角锥纹理的光学功能薄膜
摘要： 提出一种具有三角锥形纹理的光学功能薄膜，用于降低晶体硅电池的反射损耗，以解决直接在晶体硅表面制备陷光纹理会导致电池中光生载流子复合增强的问题。建立了三角锥形纹理光学功能薄膜表面光反射与折射损耗模型，随后将该薄膜键合至晶体硅电池光滑表面并优化三角锥底面与侧面的夹角。根据三角锥形纹理光学功能薄膜的大面积制备工艺，获得了该纹理薄膜的适宜结构参数。采用超精密切削、电铸及压印工艺制备出三角锥形纹理光学功能薄膜，并分析了制备精度对薄膜光学性能的影响。实验与分析结果表明：采用该三角锥纹理薄膜后，光滑表面晶体硅电池的反射损耗从22.3%降至7.2%，光伏转换效率从18.30%提升至20.47%。与传统纹理晶体硅电池相比，采用该光学功能薄膜的光滑表面晶体硅电池光伏转换效率提高了0.99%。三角锥形纹理光学功能薄膜能有效提升光滑表面晶体硅电池的吸光率与光伏转换效率。
关键词： 三角锥体，光学特性，晶体硅电池，光伏转换效率，光学功能纹理薄膜
更新于2025-09-23 15:19:57
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N个量子点太阳能电池
摘要： 在这项工作中，我们研究了p-i-n光电二极管有源区内极化产生的内电场对InN/InGaN量子点中间带太阳能电池特性的影响。通过解析求解相应的薛定谔方程，并考虑导带和价带偏移量，确定了电子和空穴能级。为确定所有中间跃迁过程，我们纳入了类似研究中通常被忽略的空穴能级。通过将铟含量、内电场、量子点间距和点尺寸作为变量，计算了多量子点太阳能电池的开路电压、短路电流密度和光伏转换效率等所有参数。计算结果表明：若不考虑内电场的影响来测定光伏转换效率(η)，会导致对η值的过高估计。
关键词： 温度效应，中等水平，内电场，太阳能电池，光伏转换效率
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有三种晶相的TiO2颗粒复合电极显著提升染料敏化太阳能电池性能
摘要： 制备了一种由三种晶相TiO2颗粒组成的新型复合电极，用于提升染料敏化太阳能电池的性能。当板钛矿纳米立方体含量为30 wt%、P25含量为70 wt%时，该太阳能电池的光电转换效率可达7.40%。显然，板钛矿纳米立方体在减少电荷复合和提高开路电压方面具有优势；而P25则因其高比表面积利于染料吸附及更高的电荷收集效率而表现优异。本研究展示了一种能增强DSSCs能量转换效率的新型光电极设计方案。
关键词： 复合电极，染料敏化太阳能电池，板钛矿二氧化钛，光电化学性能，光伏转换效率
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用含氟酮基离子液体的染料敏化太阳能电池，其电池效率得到提升
摘要： 采用氟酮基离子液体提升染料敏化太阳能电池效率。我们合成了六种以三己基十四烷基膦酸氯（P6,6,6,14Cl）为阳离子、二价氟酮衍生物为阴离子的离子液体（IL），实现了二价染料中氯离子的完全置换：包括荧光素（a）、孟加拉玫瑰红（b）、焰红B（c）、伊红B（d）、伊红Y（e）和赤藓红B（f）。这些粘稠盐类的光谱表征显示存在1-2个预期的强吸收带。共计12种化合物（钠盐形式a-f及三己基十四烷基膦酸二价阴离子盐形式a0-f0）被用于纳米晶TiO2的敏化。在100 mW cm?2光照强度下，我们通过电流-电位曲线、开路电压、填充因子及整体太阳能转换效率等指标，报道了这些无金属染料的敏化活性。研究发现通过简单的阳离子交换策略可提升传统染料的光捕获能力，使电池光伏转换效率至少提高30%。对于伊红B，其与TiO2的结合能使吸电子基团-NO2还原为-NO2?，这种还原硝基与TiO2表面形成的新相互作用使电池整体性能提升，在光照浸泡后达到最高0.65%的效率。通过简单阳离子交换还实现了抑制染料聚集、提高电极准费米能级以及测试阴离子染料吸收光谱轻微红移等提升DSSC性能的因素。
关键词： 二氧化钛敏化、阳离子交换、光伏转换效率、基于荧烷的离子液体、染料敏化太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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单轴多位置跟踪光伏板的光伏性能
摘要： 本文基于太阳几何学及光伏转换效率对太阳光线入射角（IA）的依赖性，研究了一轴多位置跟踪光伏板（MP-PV）的光伏性能。该光伏系统通过绕倾斜南北轴（INSA）每日多次（M）调整光伏板方位角（AZA），从晨间向东至午后向西旋转，确保太阳光线在垂直于INSA平面上的投影入射角（PIA）始终小于设定角度θa。结果表明：MP-PV的年发电量（AEG）随M值增加而提升，但当M>5时增幅不明显。对于INSA倾角（β）全年固定的单轴多位置跟踪光伏系统（1T-MP-PV），使AEG最大化的3P/5P/7P型光伏板最优θa分别为24°、15°和11.5°，其AEG分别达到类似双轴跟踪光伏板（2A-PV）的92%、94%和95%。而INSA倾角全年分四次调整三种角度的三轴多位置跟踪系统（3T-MP-PV），其3P/5P/7P型光伏板最优θa约为22.5°、14.5°和11°，对应AEG分别达到2A-PV系统的96%、98%和99%。
关键词： 光伏转换效率、方位角、年发电量、太阳几何、跟踪太阳的光伏板、入射角、光伏性能
更新于2025-09-16 10:30:52
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一种用于纹理化晶圆表面定量表征的新均匀性系数参数及其与单晶硅电池光伏转换效率的关系
摘要： 为解决单晶硅电池（MSCs）广泛使用的硅片金字塔织构表面均匀性难以定量表征的问题，提出了一种新参数——均匀性系数（UC）。该系数基于国际标准ISO 25178-2中的面积材料比Smr(c)定义：首先计算均匀织构与非均匀织构MSC硅片表面的Smr(c)值（理想均匀织构假设硅片表面分布等高等金字塔，非均匀织构则通过二维投影提取金字塔高度计算）；其次计算Smr(c)曲线与两坐标轴围成面积比作为UC值。实验采用三组溶液分别化学织构化5/15/25/35/45分钟制备15种单晶硅片并制作对应MSCs，测试其UC值与光伏转换效率（PCE）。分析表明PCE随UC值单调递增——经2% TMAH溶液织构化25分钟获得的硅片表面UC值最高达0.89，对应MSCs的PCE最高为20.3%。实验证实UC能有效定量表征硅片金字塔织构均匀性并与PCE存在明确关联，是织构工艺优化的实用便捷指标。
关键词： 均匀性系数（UC）、定量表征、单晶硅电池（MSC）、金字塔纹理、光伏转换效率（PCE）、面积材料比Smr(c)
更新于2025-09-16 10:30:52
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低光照强度下AZO光阳极与rGO/Pt对电极构成的染料敏化太阳能电池光伏特性
摘要： 本研究采用还原氧化石墨烯（rGO）修饰铂（Pt）对电极以提高光转换效率，同时使用铝掺杂氧化锌（AZO）纳米片/TiO?光阳极构建染料敏化太阳能电池（DSSC）。通过光伏特性测试、电化学阻抗谱（EIS）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和拉曼光谱分析DSSC性能。研究对比了不同光照强度下的光伏特性以确定最佳光照条件，发现经rGO修饰的对电极（因其具有更高比表面积）使光伏转换效率（η）从未修饰Pt对电极的3.60%提升至4.04%，且其低成本特性适合规模化生产。此外，制备的AZO纳米片/TiO?双层结构光阳极使转换效率达到4.47%。最终构建的AZO/TiO?光阳极与rGO/Pt对电极组合DSSC实现了5.05%的转换效率。研究还分析了不同光照强度下的光伏参数，显示在30mW/cm2条件下可获得最优转换效率5.54%。
关键词： 光伏转换效率、低光照强度、掺铝氧化锌（AZO）、水热合成法、染料敏化太阳能电池（DSSC）、还原氧化石墨烯（rGO）
更新于2025-09-12 10:27:22