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平面钙钛矿太阳能电池中通过抗反射级联电子传输层实现超过26 mA cm?2的光电流密度
摘要: 本文设计了一种抗反射级联SnO2/TiO2-Cl电子传输层(ETL)以提升平面钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能。采用级联ETL可显著降低平面PSCs正面的主要光学反射?;诟貌呗?,我们在FAPbI3基平面PSCs中实现了26.1 mA cm-2的创纪录短路电流密度和22.9%的高光电转换效率(PCE)。
关键词: 平面钙钛矿太阳能电池、级联电子传输层、减反射、双层结构、短路电流密度
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于PEDOT:PSS/c-Si纳米金字塔的混合太阳能电池嵌入金属纳米颗粒的光捕获策略
摘要: 本文采用三维时域有限差分(FDTD)方法,研究了纳米金字塔(NP)阵列与金属纳米粒子(MNP)在提升PEDOT:PSS/c-Si混合太阳能电池(HSCs)光捕获能力及光吸收性能方面的协同作用。基于短路电流密度(Jsc)对NP和MNP的关键几何参数进行了参数优化。优化结果表明:采用顶部织构化NP(不含MNP)时可实现35.91 mA/cm2的最大Jsc值,较平面结构提升24.38%;而在HSC背面引入Al MNP后,吸收光谱展宽的同时Jsc近乎翻倍至41.71 mA/cm2,较平面HSCs提高44.47%。通过DEVICE软件计算了含NP及嵌入Al MNP的c-Si太阳能电池的Jsc、开路电压(Voc)、光电转换效率(PCE)及填充因子(FF)等光伏参数,并系统阐述了无机纳米结构与有机材料层界面的物理机制。此外,通过全面分析光生载流子生成速率、电场强度、功率吸收分布、PCE及FF等参数,深入解析了纳米金字塔结构与MNP结构增强光子吸收的内在物理原理。
关键词: 吸收、金属纳米粒子、短路电流密度、纳米金字塔、PEDOT:PSS、FDTD、混合太阳能电池
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019年第十届计算、通信与网络技术国际会议(ICCCNT) - 印度坎普尔(2019年7月6日-8日)] 2019年第十届计算、通信与网络技术国际会议(ICCCNT) - 一种以石墨烯为电子传输层的有机-无机太阳能电池:提高载流子收集效率的方法
摘要: 基于甲基铵铅卤化物的太阳能电池因其高效率和低制造成本,为解决地球能源?;瓜殖鼍薮笄绷?。虽然还有其他材料会影响钙钛矿太阳能电池的性能,但这些材料无非是电子传输材料和空穴传输材料。本文主要聚焦电子传输材料的行为与性能——它们通常通过同时提升开路电压和短路电流来提高钙钛矿太阳能电池的效率。重点讨论了石墨烯作为电子传输材料的作用,并将其与其他金属氧化物电子传输材料及有机基电子传输材料进行对比。当采用石墨烯作为电子传输材料时,钙钛矿太阳能电池的预测性能指标如下:最大功率转换效率(PCE)=23.42%,短路电流密度=3.25A/m2,开路电压=0.86V,填充因子=0.83。因此,石墨烯基电子传输材料可能成为提升钙钛矿太阳能电池性能的突破口。
关键词: 电子传输材料、填充因子、效率、开路电压、石墨烯、钙钛矿太阳能电池、短路电流密度
更新于2025-09-16 10:30:52
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染料敏化太阳能电池性能精确预测的计算方案
摘要: 已有多种有机染料被开发用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)。然而,理论筛选在设计新染料方面尚未发挥应有作用,这主要归因于缺乏定量计算以及对短路电流密度(JSC)和开路光电压(VOC)——尤其是VOC——的估算值不准确。本工作采用两种不同模型,对具有相同π桥和受体但供体不同的三种D-π-A有机染料(1、2和3)进行了VOC的理论预测。尽管它们的结构存在轻微差异,但通过精确的定量计算成功区分了它们的性能。当与8H-噻吩并[2′,3′:4,5]噻吩并[3,2-b]噻吩并[2,3-d]吡咯(TTP)作为π桥和氰基丙烯酸作为受体结合时,二甲氧基苯取代的吲哚啉比甲氧基取代的三苯胺和甲基取代的吲哚啉更适合作为供体。供体的性能不仅与核心基团有关,还取决于取代基团。理论结果与实验结果之间小于10%的偏差是对照光电流-光电压进行合理预测的保证。
关键词: 短路电流密度,有机染料,计算方案,开路光电压,理论筛选,染料敏化太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于芪类有机染料作为非线性光学与染料敏化太阳能电池的高效敏化剂:一项第一性原理研究
摘要: 本研究设计了五种基于芪的染料作为非线性光学特性(NLO)和染料敏化太阳能电池(DSSCs)的高效敏化剂。采用密度泛函理论(DFT)和时间相关密度泛函理论(TD-DFT)研究分子性质,以影响染料敏化剂在DSSCs中的性能。理论结果表明,该染料的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)能级可确保对光电子注入半导体表面及电解质再生染料过程产生积极影响。我们讨论了太阳能转换效率及其关键影响因素——短路电流密度(JSC)、光捕获效率(LHE)和电子注入驱动力(?Ginject)。基于芪的染料因其优异的电子结构和光学特性以及良好的光伏参数,可作为光电子注入半导体表面的潜在敏化剂。
关键词: 重组能、光捕获效率、驱动力、短路电流密度、染料敏化剂
更新于2025-09-12 10:27:22