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柑橘类水果果皮提取物作为高效ZnO基染料敏化太阳能电池的光捕获材料
摘要： 我们对化石燃料的贪婪消耗正以指数级速度增长，这导致了全球变暖和气候变化。为应对这些问题，探索其他清洁能源来源至关重要。本文介绍了从柑橘类水果果皮中提取天然色素并测定其在染料敏化太阳能电池（DSSCs）中的性能。研究采用葡萄柚（Citrus paradisi）、甜橙（Citrus sinensis）、柠檬（Citrus limonum）和橘柚（Citrus tangelo）果皮中的天然染料作为光敏剂，制备基于氧化锌的DSSCs。通过紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和光致发光光谱技术分析了天然色素提取物的特性，并对半导体活性层材料进行了合成与分析。在模拟阳光下研究了所制DSSCs的光伏参数特性。大多数提取的染料中均存在以叶绿素衍生物为核心色素、辅以其他辅助色素的特征。基于叶绿素a'染料氧化锌太阳能电池的太阳能-电能转换效率分别为：葡萄柚0.028%、甜橙0.013%、柠檬0.004%、橘柚0.022%。与其他提取物相比，葡萄柚提取物表现出更优的光敏化性能，这可能源于其色素与氧化锌光活性层表面之间更高效的电荷转移?；谔烊簧赜胙趸抗饣钚圆愕腄SSCs实现了可见光到电能的转换，展现出优异的光电特性。
关键词： 叶绿素衍生物、天然染料、柑橘类水果果皮、染料敏化太阳能电池、转换效率、光活性层
更新于2025-09-23 15:19:57
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效率为10.34%的集成CsPbBr3/体异质结太阳能电池
摘要： 无机铯铅溴（CsPbBr3）钙钛矿太阳能电池（PSCs）相比含有机组分或/和碘的器件具有更优异的湿度和热稳定性。然而，CsPbBr3卤化物2.3电子伏特的大带隙导致其窄光谱吸收（<550纳米），显著限制了相应无机器件的效率提升，因此在不牺牲环境耐受性的前提下拓宽光响应范围成为重大挑战。本研究创新性地构建了CsPbBr3/体异质结（有机J61-ITIC）光活性层，以扩展无中间层无机CsPbBr3器件的光学吸收范围。通过将铷掺杂入CsPbBr3薄膜实现550至780纳米的光响应波长拓宽及晶格精确调控，最优器件在标准太阳光照射下实现了10.34%的功率转换效率。经80°C（0%湿度）或90%湿度（25°C）持续作用40天后，该太阳能电池仍能保持约96%的初始效率，展现出卓越的实际应用稳定性。
关键词： 无机钙钛矿太阳能电池，宽光谱吸收，溴化铯铅，光活性层，稳定性提升
更新于2025-09-19 17:13:59
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P3HT:PC70BM薄膜的参数联合优化以实现高效体异质结太阳能电池
摘要： 本报告研究了光活性混合物组成、薄膜厚度及退火条件对P3HT:PC70BM太阳能电池性能与重现性的影响。通过检测器件的吸收光谱、电流-电压特性及外量子效率(EQE)来描述所制备器件的性能。在保持旋涂转速不变的情况下，活性层厚度分别达到190纳米、125纳米和90纳米。当厚度从90纳米增至125纳米时，短路电流密度(Jsc)从6.39 mA/cm2小幅提升至7.15 mA/cm2；但当薄膜厚度进一步增至190纳米时，Jsc降至4.39 mA/cm2。为优化器件性能，在最佳薄膜厚度约125纳米条件下研究了四种不同PC70BM配比(1:0.6、1:0.8、1:1和1:1.2)。通过X射线衍射(XRD)和拉曼测试揭示了不同PC70BM配比对光伏性能的影响及其结构特性变化。此外，退火条件使P3HT:PCBM薄膜实现了良好的相分离，从而促进高效电荷分离与传输，最终将效率提升至PCE约3.31%。这些发现为P3HT:PC70BM体系中PC70BM用量选择提供了重要依据，该高效器件优化方法通过优异的重现性或可提升其他光伏体系的性能。
关键词： P3HT:PC70BM，组分，膜厚，太阳能电池，光活性层
更新于2025-09-12 10:27:22
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优化1平方厘米聚合物太阳能电池的微观结构形态并降低电子损耗以实现超过15%的效率
摘要： 在大面积基底上成功制备高性能有机太阳能电池(OSCs)对其工业化可行性和未来应用至关重要。当器件面积从几平方毫米扩大到超过1平方厘米时，光活性层薄膜不均匀性或缺陷导致的能量损失会严重限制OSCs的性能和可重复性。本研究通过精细优化光活性层并最小化光电损失，实现了非富勒烯OSCs高达88%的外量子效率峰值和97%的内量子效率峰值。进一步将富勒烯作为第三组分引入光活性层优化微结构形貌后，面积超过1.1平方厘米的大面积器件实现了超过15%的能量转换效率突破。本研究展示的突破性成果凸显了通过材料与电子工程协同优化损失机制来实现高性能大面积OSCs的战略方向。
关键词： 大面积器件、光活性层、非富勒烯受体、有机太阳能电池、电子损耗、微观结构形貌
更新于2025-09-11 14:15:04