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钙钛矿太阳能电池中非辐射复合能量损失的研究
钙钛矿太阳能电池制备工艺简单,成本低廉。近年来,该类太阳能电池因其快速增长的光电转换效率和逐步提升的器件稳定性,吸引了学术界和产业界的广泛关注,为光伏领域带来了新的机遇。然而,由于钙钛矿太阳能电池中存在非辐射复合损失,所以目前的光电转换效率依然低于肖克利-奎塞尔(Shockley-Queisser)理论所定义的极限效率。因此,最大化降低钙钛矿太阳能电池的非辐射复合损失是进一步提升电池器件效率的未来研究重点。 鉴于此,研究团队基于已有的研究基础,对“最大化降低钙钛矿太阳能电池的非辐射复合损失”这一论题进行深入探讨和系统总结。该综述文章主要包括以下几个方面:首先,介绍了钙钛矿太阳能电池中非辐射复合的起源,并详细讨论了非辐射复合损失的定量化测试方法;其次,系统总结了在降低非辐射复合损失方面的最近研究进展;再次,依据肖克利-奎塞尔理论,对钙钛矿太阳能电池所能够获得的最高光电转换效率进行了科学预测;最后,在展望部分,前瞻性地指出了最大化降低非辐射复合损失的未来努力方向。图1. 金属卤化物钙钛矿活性层内的电荷载流子产生与复合动力学机制 在理想的金属卤化物钙钛矿半导体材料中,所有的光生电子和空穴最终将通过发射光子的方式进行复合(即:辐射复合)。然而,在实际的钙钛矿太阳能电池中存在大量的非辐射复合通道(如图1所示),绝大部分光生载流子将优先通过其他非辐射途径进行复合(例如,缺陷辅助复合,俄歇复合,界面诱导复合,电声耦合,带尾态复合等)。这些非辐射复合损失过程极大降低了电池在稳态下的光生载流子浓度,从而减小了金属卤化物钙钛矿层中准费米能级劈裂的能级差,最终造成钙钛矿太阳能电池较大的电压损失。因此,最大化降低或抑制这些非辐射复合通道是提升器件开路电压和光电转换效率的关键。 针对各种非辐射复合通道,该综述首先介绍了目前量化分析非辐射复合损失的常规测试技术以及测试要点,如图2所示。图2. 量化钙钛矿薄膜和完整器件中非辐射复合损失的表征技术 随后,结合当前研究现状,进一步梳理了近年来在降低非辐射复合损失方面取得的一系列重要进展。值得一提的是,该研究团队去年在《Science》杂志上报道的基于溶液二次生长方法构建渐变结的策略(如图3所示),在降低反式钙钛矿太阳能电池的非辐射复合损失方面效果显著(Science 360, 1442-1446)。此后,一系列研究报道显示,相似的策略在正式常规结构钙钛矿太阳能电池和全无机钙钛矿太阳能电池中也可以获得正向的实验结果。由此说明,在金属卤化物钙钛矿半导体材料中构建有效的渐变结对后续降低非辐射复合损失具有非常重要的借鉴价值。图3. 渐变结钙钛矿太阳能电池器件结构和渐变结的时间分辨光谱 此外,该综述还以当前最高效率的砷化镓太阳能电池为参照,先假定钙钛矿太阳能电池的非辐射复合损失与砷化镓太阳能电池的情形一致,再依据肖克利-奎塞尔理论,对钙钛矿太阳能电池所能够获得的性能参数进行科学预测,进而给出电池器件所能达到的最高光电转换效率,如图4所示。图4. 当钙钛矿太阳能电池的非辐射复合损失与当前最高效率砷化镓太阳能电池的情况相同时,单结钙钛矿太阳能电池可实现的最优器件性能参数 最后,该综述也指出,目前提升器件性能的两条主要途径是最优化光子俘获和最大化降低非辐射复合损失。如果能将二者进行有效整合,探索更可靠的协同优化策略,这可能会是将器件光电转换效率提升至接近理论极限的可行方案。为此,综述也对一些未来的努力方向进行了展望。 总的来说,该综述为最大程度地降低钙钛矿太阳能电池的非辐射复合损失提供了理论总结,也为开展实验工作提供了参考借鉴,对进一步提升电池效率,推动该类电池产业化应用有重要意义。
北京大学 2021-04-11
一种促进细胞生长的柞蚕丝素的生物矿化方法
本发明涉及一种促进细胞生长的柞蚕丝素的生物矿化方法。目前还没有一种操作容易,既快速,又能制备出具有高的生物相容性的柞蚕丝素的生物矿化方法。本发明依次包括如下步骤:将柞蚕蚕茧剪碎,投加到Na2CO3水溶液中脱胶得柞蚕丝素纤维;将柞蚕丝素纤维投加到LiSCN水溶液中溶解后透析,冷冻和干燥后制成柞蚕丝素粉末,再在六氟丙酮中溶解得柞蚕丝素溶液;将柞蚕丝素溶液滴加到塑料板上风干得到柞蚕丝素膜;将柞蚕丝素膜浸渍于CaCl2水溶液中,用水和丙酮清洗,风干,再浸渍于Na2HPO4水溶液中,用水和丙酮清洗,风干,重复操作20-35次,从而制得成品。本发明的工艺简单,制备周期短,制备而成的生物材料没有细胞毒性。
浙江大学 2021-04-13
一种半透明钙钛矿太阳能电池及其制备方法
本发明公开了一种半透明钙钛矿太阳能电池及其制备方法,钙 钛矿太阳能电池包括透明导电基板 a、无机电子传输层、光捕获层、无 机空穴传输层和透明导电基板 b,其中光捕获层由 DXZ3 型钙钛矿材 料 形 成 , D 选 自 Cs<sup>+</sup> 、 CH3NH3<sup>+</sup> 、 CH(NH2)2<sup>+</sup> 或 其 混 合 物 , X 选 自 P
华中科技大学 2021-04-14
第二届高校办公室主任工作创新与发展论坛在重庆举办
11月15日,第二届高校办公室主任工作创新与发展论坛在重庆顺利召开。
高教秘书学会 2024-11-29
乳白色 大粒径硅溶胶 50%含量二氧化硅溶液 源厂发货
大粒径硅溶胶以其独特的物理化学性质,在涂料、建材、电子、陶瓷、橡胶、纸张、纺织、环境保护及化妆品等多个领域展现出广泛的应用前景。随着科技的不断进步和生产工艺的改进,大粒径硅溶胶的应用范围和潜力将进一步拓展,为各行业的发展提供更为强大的支持。
东莞市惠和永晟纳米科技有限公司 2025-03-27
学会与南昌大学共商第64届高博会和第二届强国论坛
9月4日,学会与南昌大学共商第64届高等教育博览会和第二届教育强国建设论坛,学会副会长张大良,南昌大学党委书记罗嗣海出席会议。学会副秘书长吴英策主持会议。 会议指出,明年是“十五五”规划的开局之年,是落实《教育强国建设规划纲要(2024—2035年)》和三年行动计划部署的关键之年。第64届高博会得到江西省、南昌市的高度关注和大力支持,需在高博会成功改版升级的基础上实现创新发展,进一步打造高等教育的成果展示平台、推动教育科技人才一体发展的合作交流平台、产教融合科教融汇的对接推广平台,有力服务国家战略和区域经济社会发展。 会议强调,南昌大学作为第64届高博会和第二届教育强国建设论坛的承办单位,将持续加强与学会沟通交流,学习总结往届高博会成功经验,全力以赴配合做好筹备工作。一是积极与江西省、南昌市有关单位对接承办事项,健全工作机制并成立专班。二是将高博会和教育强国建设论坛纳入学校年度重点工作,提前谋划方案,扎实做好前期准备。三是积极协助省市组织人才、科创等方面专区和特色活动,提升对江西经济社会发展的支撑力贡献力。 南昌大学党委常委、组织部部长刘建光,部省合建与国内合作办公室主任田川,京津冀产教融合发展中心主任胡忠萍,以及学会事业发展部副主任(主持工作)白逸仙、副主任余明东参加会议。
云上高博会 2025-09-08
中南民族大学广播系统采购项目(第二次)竞争性磋商公告
中南民族大学广播系统采购项目(第二次)竞争性磋商
中南民族大学 2022-05-31
一种烧结过程SO2、二噁英协同减排方法及系统
简介:本发明公开了一种烧结过程SO2、二噁英协同减排方法及系统,属于烧结过程中污染物减排技术领域。本发明的协同减排系统包括铺底料布料装置、第一混合料布料装置、减排混合料布料装置、第二混合料布料装置,烧结台车中后部的风箱经布袋除尘器与主烟道相连;该协同减排方法的步骤为:步骤一:烧结布料:(A)铺装铺底料层;(B)铺装第一混合料层;(C)铺装协同减排料层;(D)铺装第二混合料层;步骤二:烟气集中收集处理:烧结过程中将烧结台车中后部风箱内的烟气经布袋除尘器除尘后由管道引入烧结机主烟道。本发明通过设置协同减排料层,实现了烧结过程SO2、二噁英的协同减排,大大减轻了钢铁企业的减排负担。
安徽工业大学 2021-04-11
透平压缩机的跨临界二氧化碳热泵循环系统
当前环境问题已成为一个重要的全球问题,其中臭氧层破坏和温室效应问题 引起人们高度重视。传统的热泵热水器以氟利昂作为工质,不符合环保要求,而 人工合成的制冷剂又可能对环境造成潜在的、不可预知的危害。因此,开发环保 意义上的热泵热水器具有重要价值。 热泵热水器是以消耗少部分电能为代价,通过热力循环,将环境介质水、地 热源、空气等储存的能量加以发掘利用,用来生产热水。CO2 作为自然工质,以 其环保性、经济性、安全性、优良的传热特性、大单位容积制冷量等综合优势, 成为热泵工质的首选。由于其较低的临界温度,循环一般处于跨临界状态下运行。 所谓跨临界循环就是压缩机的吸气压力低于临界压力,但是排气压力高于临界压 力,工质在高压侧换热主要通过显热交换完成,其蒸发温度低于临界温度,循环 吸热过程仍在亚临界条件下,换热依靠潜热,高压侧温度和压力相互独立,使得 系统多了一个自由度或者可控参数。相较于常规亚临界循环,CO2 跨临界循环中 气体冷却器所具有的较高排气温度和较大温度滑移正好和冷却介质的温升过程 相匹配,温差不可逆损失减小,有利于提高系统性能,非常适用于家用水的加热。 而且 CO2 跨临界循环的容
西安交通大学 2021-04-10
基于非接触式扫描二维码的电动汽车充电系统和方法
本发明公开了一种基于非接触式扫描二维码的电动汽车充电系统和方法,包括充电桩、设于各充电 桩的第一信息采集装置、第二信息采集装置、信息处理模块、通信模块和显示模块;第一信息采集装置、 第二信息采集装置、通信模块、显示模块均与信息处理模块信号连接;信号处理模块通过通信模块与云 服务器信号连接。本发明实现了非接触式的充电桩控制,简化了电动汽车的充电操作,方便了运营商对 充电桩的管理,并可实现无人值守情况下充电费率的自动调节,从而促进城市智能充电网络的
武汉大学 2021-04-14
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