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用于室内光能采集的透明薄膜硅太阳能电池，转换效率达36%且无光致降解
摘要： 随着物联网（IoT）的发展，室内光伏技术因其对多个物联网相关领域的潜在益处而备受关注。本研究探讨了透明氢化非晶硅（a-Si:H）太阳能电池在包括室内光采集在内的广泛应用中的使用。在a-Si:H太阳能电池中采用高带隙三层结构，以在室内光照下获得高分流电阻、高短路电流JSC和高开路电压VOC。此外，添加了多种颜色调节层，而对转换效率无明显影响。在白光LED（3,000 lx和0.92 mW cm-2）照射下，透射率为20.44%时获得了36.0%的最大效率。此外，所制备的透明太阳能电池表现出优异的长期性能，在连续200小时室内光照下保持了超过99%的原始效率。这些电池可加速物联网应用中能量采集的进展，并促进集成光伏的构建。
关键词： 非晶硅太阳能电池、薄膜硅太阳能电池、透明太阳能电池、室内光伏技术、彩色太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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在AgOx渗流厚度下优化的透明导电氧化物-金属-氧化物电极用于硅基薄膜太阳能电池
摘要： 采用铝掺杂氧化锌（AZO）与超薄银或氧掺杂银（AgOx）金属层制备了高透明高导电的氧化物-金属-氧化物（OMO）电极，用于薄膜硅太阳能电池。研究者在金属层接近渗流厚度值时，考察了金属层的表面形貌及OMO电极的透光率与导电性。渗流金属厚度（即金属层形成连续形态的临界厚度）可用于优化透明OMO电极性能。此外，通过添加氧气可制备性能更优的薄层银基OMO（AgOx OMO）。在约6纳米渗流厚度下，优化后的AgOx OMO电极在500-800纳米波段实现了最高平均透光率（Tavg）93.5%和最低平均光学损耗（OLavg）1.01%，同时保持低电阻特性。这些指标优于渗流银OMO电极（Tavg=87.2%；OLavg=1.01%）?；贠MO结构的背电极，研究者制备了用于建筑光伏窗的透明氢化非晶硅薄膜太阳能电池。渗流OMO结构可获得最佳品质因数（FOM，即Tavg与效率η的乘积），其中AgOx OMO电池（AgOx电池）性能优于银基电池——AgOx电池与银基电池的最佳FOM分别为140.8（Tavg=27.8%；η=5.51%）和104.6（Tavg=18.9%；η=5.54%）。该成果有助于开发高性能透明太阳能电池或光电器件。
关键词： 掺氧银，氧化物/金属/氧化物，透明导电电极，透明太阳能电池，薄膜硅太阳能电池
更新于2025-09-19 17:13:59
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具有9.8%效率和50%可见光透明度的有机太阳能电池中与透射解耦的斜入射光捕获
摘要： 多年来，人们一直认识到潜在的有机光伏电池必须集成到需要高透明度的元件中。在大多数此类元件中，阳光很可能以大角度入射。本文证明，通过光学设计基于红外偏移非富勒烯受体的有机电池架构，可以使光传输与能量收集很大程度上解耦。在50°入射角下实现了9.67%的功率转换效率，同时在正入射时平均可见光透射率超过50%。通过对一维纳米光子结构进行解构，得出结论：仅需两个λ/4厚度的层，就能在宽入射角范围内，相对于标准配置参考方案实现高于50%的效率提升。在对垂直放置的50%可见光透明电池进行的户外测量中，证明在一天内可将9.80%的太阳能转化为电能。
关键词： 透明太阳能电池、近红外三元共混物、一维纳米光子结构、光学捕获、斜入射
更新于2025-09-19 17:13:59
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用于透明CIGS薄膜太阳能电池的纳秒激光划线技术
摘要： 建筑集成光伏（BIPV），尤其是半透明和/或透视配置形式，因其可利用包括屋顶、立面和窗户在内的广阔安装表面而备受关注。本研究采用532纳米波长的纳秒激光束从玻璃基板侧照射，针对采用氧化铟锡（ITO）底接触的新型铜铟镓硒（CIGS）架构，探究了制备透视电池的P4划线工艺。通过改变激光光斑尺寸和脉冲能量的参数研究，我们发现扩大激光光束并使脉冲能量接近划线阈值时，既能抑制ITO损伤，又能避免熔融CIGS引发的电短路。扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱（EDS）分析揭示：熔融CIGS介导的短路机制会润湿划线边缘并形成富铜金属相。在扩大激光光束接近阈值能量密度下操作的P4划线工艺，不仅显著抑制了非预期短路现象，还将理想膜层去除趋势的波动控制在最小范围。热分析表明，扩大激光光束通过基于起皱的膜层剥离机制，在降低CIGS-ITO界面温度的条件下实现划线，同时抑制了划线边缘及其邻近区域的CIGS熔融。采用最优激光划线参数制备的约15%面积占比透视电池，其短路电流下降率为16.8%，而低至约8%的短路电阻下降率是实现该性能的关键。我们正通过截面分析和时间分辨诊断进一步阐明精确的短路相关划线机制，并致力于制备组件级透视光伏架构。
关键词： 纳秒激光、激光划线、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、透明太阳能电池
更新于2025-09-12 10:27:22
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垂直生长的MoS2和MoSe2在大面积粗糙衬底上高效弱光透明光伏器件中的光生载流子引导行为
摘要： 二维MoX2（X = S, Se）薄膜首次在高度粗糙的透明导电F掺杂SnO2玻璃衬底上垂直生长，并成功用作透明氢化非晶硅（a-Si:H）薄膜太阳能电池（TFSCs）中的光生载流子引导层（CGLs）。采用热裂解小分子硒在透明FTO玻璃衬底上于530°C生长MoSe2 CGL层，显著提升了电池性能。一块透射26.0%可见光且具有20纳米厚垂直生长MoSe2 CGL的透明电池，在0.16 mW cm?2光强（500勒克斯；相当于正常室内光照）下展现出27.1%的卓越光电转换效率。该TFSCs的并联电阻（Rsh）在7 mW cm?2光强下达到32,000 Ω。如此高的Rsh值对弱光光伏器件防止光生载流子耗散至关重要。这些结果有力证明：具有垂直生长MoX2薄膜的透明a-Si:H-TFSCs可作为建筑集成光伏窗或室内光伏应用，在极弱光环境下仍能发电，因而具有广泛应用前景。
关键词： 取向可控沉积、二硫化钼、低光照强度、透明太阳能电池、二硒化钼
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于柔性透明太阳能电池的可拉伸无色独立式微线阵列
摘要： 透明太阳能电池（TSCs）是一种新兴设备，兼具可见光透明性与光电转换优势。目前主流TSCs基于有机材料、染料或钙钛矿，但其刚性及有色透明特性严重限制了实际应用。本研究展示了一种基于独立式n型硅微线（SiMWs）的柔性、无色且高效的TSC：通过深反应离子刻蚀制备可控间距的平头硅微线，并嵌入独立透明聚合物基质中。调节微线间距可使透光率在10%-55%间调控。该TSC在n型平头硅微线顶部形成p型聚合物异质结，底部与掺铟氧化锌薄膜形成欧姆接触，侧面覆盖Al2O3钝化层。此外，采用新型溶剂辅助湿法刻蚀技术开发斜头硅微线以调控光吸收。时域有限差分模拟表明，斜头微线的反射光可增强相邻微线的光物质相互作用?；谛蓖饭栉⑾叩腡SC在10%可见光透明度下实现8%转换效率并保持柔性，该效率为硅基TSC最高值，且媲美当前有机-无机杂化钙钛矿及有机材料中性色TSC的先进水平。值得注意的是，本研究开发的柔性透明平台为未来TSC发展提供了新方向。
关键词： 硅微线、高效、柔性、透明太阳能电池、颜色中性
更新于2025-09-12 10:27:22