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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
高结晶性银粉及晶硅太阳能电池正面银浆
本项目是通过控制液相还原条件下银纳米晶的成核和生长速度,可以得到 单分散的、高结晶性的单晶银纳米粉;通过引入银纳米晶核,控制溶液相中均 79 相成核和晶体的各向异性生长,可以制备单分散的、高结晶性的银微米粉,进 而制得太阳能电池正面银浆。
山东大学 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
高结晶性银粉及晶硅太阳能电池正面银浆
本项目是通过控制液相还原条件下银纳米晶的成核和生长速度,可以得到单分散的、高结晶性的单晶银纳米粉;通过引入银纳米晶核,控制溶液相中均相成核和晶体的各向异性生长,可以制备单分散的、高结晶性的银微米粉,进而制得太阳能电池正面银浆。
山东大学 2021-04-14
深冷储氢技术
深冷高压储氢技术,可以达到深冷高压能耗降低一半,储氢密度最高,无氢气蒸发损耗,氢气加注速度数倍于高压氢气、系统体积最小的目的。深冷高压储氢在小容量储运容器上具有显著的优势。 重卡车载储氢领域、路基分布式储氢基站、特种车辆储氢领域。 最佳有效体积储氢密度: 67g/L; 高续航里程、动力总成的重量和成本能与柴油车匹敌; 小容积(<500L)高储氢量的发展趋势; 深冷高压加氢站加注速度快、能耗和碳排放低以及安全性高。
东南大学 2021-04-13
净气型储药柜
产品介绍: 毕恩思BC-G无管道净气型药品柜系列专为有毒有害化学品存储而设计,适用于各种领域,各种化学品类型。可存储大多数在实验室使用的化学品,净化柜内有毒气体,24小时净化实验室空气,效率高的环保。 产品特性: 1、金属部件:主要材质≥1.2mm镀锌钢板,环氧树脂静电喷涂,覆有耐用防化无铅涂层,保持高光洁度并极大限度的降低腐蚀和湿气的影响。 2、门板:主要材质≥6mm亚克力板,耐候性很好,优异的抗化学品性能,不易老化,无色透明,通体透光,视觉舒适,美观大方。 3、层板:一体成型PP托盘,抗酸碱,高度可调,可选配均匀穿孔镀锌层板。 4、抗酸碱盛漏液抽屉:聚丙烯PP内胆,耐腐蚀,防止试剂瓶打碎泄漏的液体外溢。 5、实时温湿度环境监控系统,显示实时温湿度,设置报警参数,保障产品使用安全。 6、风机监控:风机系统失灵报警,在线可调风机转速,保证不同化学品量的储存需求。 7、过滤器饱和报警系统:产品配有双层过滤器及双VOC探头,一个探头监测室内空气质量,一个探头监测过滤器饱和状况,过滤器设定饱和报警值,超出范围即报警,当浓度长时间超出设定值需更换过滤器。 8、美国进口PSC风机,24伏电压,性能稳定,超静音,无火花静电。 9、效率高的过滤系统,按照颗粒大小选择排列分布,遵循ASTM标准,有效针对酸性气体和有机气体,吸附能力强,针对粒子过滤器,采用效率高的HEPA过滤器,对大于0.3um的粒子,过滤效率达99.995%。 软件控制部分: *1、7英寸大屏幕显示,物联网智能HMI人机界面,分辨率:1024x600,完美视觉系统; *2、支持SIM卡4G通信,4G通信模块具有国家强制性产品认证证书; *3、具有危化品管理功能,实现化学品库存列表管理,可支持不少于100种化学品列表清单显示,列表包括序号,化学品名称,数量,单位等;在设备端可进行库存增加、删减、更改等操作;数据同步至云端后台服务器;微信客户端可以查阅当前库存列表。 4、通过微信客户端可进行远程管理,查阅历史VOC数据、温湿度环境数据,以曲线方式呈现;可查阅历史报警记录,可远程控制风机、报警灯。 5、可提供API接口,支持第三方平台对接功能。 6、软件控制系统通过中国软件评测中心出具测试报告。 优异性: 1、无需安装管道工程,安装便捷,废气不外排,新型环保。 2、顶部根据化学品类别可选配过滤模块系统,满足多种不同种类的化学品存储。 3、先进模块化过滤技术,完全吸附过滤实验产生的有害气体、颗粒粉尘等物质。 4、无需消耗空调能耗,高效节省能源。 5、移动方便,就近存储,方便存取,提高工作效率。 工作原理: 1、 风机 位于柜体顶部的风机将实验室内空气抽入柜体内部产生负压。 2、气体过滤 柜内储存的试剂所挥发的有害气体经风机进入过滤模块,有毒有害气体分子被过滤器截留过滤,洁净气体返回室内。 3、高质量的空气净化功能经过滤的洁净空气返回到室内,不会危害人员健康。 4、净化实验室空气 24小时净化实验室内空气,提升实验室空气质量(建议药品柜保持24小时开机)   规格 型号 图片 参数 配置 选配 BC-G800 外部尺寸:800*510*2070mm 内部尺寸:797*475*1604mm 过滤器尺寸:370*395*50mm 初效过滤器尺寸:740*396*21mm 层板:8块 层板承重:>70kg/㎡ 空气处理量:220m³/h 柜内体积:0.55 m³ 存储容量:160瓶(500ml) 音量:40dBA 电压:220V/50Hz 功率:42W 电流:2A 过滤器:4组 初效过滤器:1个 风机:1个 层板:8块 显示屏:七英寸液晶 触摸屏 控制系统:1套 VOC报警系统:1套 温湿度报警系统:1套 远程监控系统:1套 电源线:1根 锁具:平面锁+PP挂锁 可选过滤器型号: OG:有机过滤器 AG:无机过滤器 AM:氨气过滤器 FO:甲醛过滤器 HEPA H14:高效HEPA过滤器 可选报警器: 氨气报警器 甲醛报警器 HCL报警器 酸碱盒
苏州毕恩思实验器材有限公司 2022-06-30
一种监测锂离子电池荷电状态和健康状态的方法及其装置
本发明公开了一种监测锂离子电池荷电状态和健康状态的方法 以及装置,涉及电池技术领域。首先,以声波穿过不同充放电电流条 件下的各种荷电状态的锂离子电池,以获得声学参数,进而建立声学 参数分别与锂离子电池荷电状态和健康状态的对应关系,接着,通过 监测锂离子电池的声学参数,再根据所述的声学参数分别与锂离子电 池荷电状态和健康状态的对应关系,判断锂离子电池的荷电状态和健 康状态。本发明还提供实现如上方法的装置。本发明方法和装
华中科技大学 2021-04-14
【长春日报】吉林省AI赋能职业教育创新发展联盟成立
5月23日,吉林省AI赋能职业教育创新发展联盟成立,来自教育、科技企业的精英相聚一堂。该联盟的成立标志着吉林省职业教育与人工智能产业开启深度融合的全新阶段,将为我省职业教育发展注入新活力。
长春日报 2025-05-23
优质稻谷收储作业5T管理技术规程
        5T管理”理念,即基于农作物及果实生长的自然通道特性,按时间敏感性将收储过程界定为熟收 (T1)、田场 (T2)、干燥 (T3)、收仓 (T4)以及仓储 (T5)等5个事件,进一步围绕5个事件优选管理目标因子和控制因子、制定管理指标体系和配套先进适用技术装备。在吉林省粮食和物资储备局的支持下,依据“5T管理”原理,制定了《吉林优质稻谷收储作业5T管理技术规程》。依托吉林省粮食和物资储备局、吉林大米联盟、九台贡米联盟、益海嘉里金龙鱼等大米相关产业组织在省内外进行推广,减损效果显著,可以显著延长大米的保鲜期,特别是探明了不当管理导致的7.16%“隐性”损失,同时也减少了粮食微生物毒素危害,为稻谷的持久鲜活保驾护航。
吉林工商学院 2025-05-19
进展 | 清华合作研发的金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目在江苏常州投产
5月26日,由清华大学作为主要技术研发方的世界首个非补燃压缩空气储能电站——江苏金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目正式投产。
清华大学 2022-06-07
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