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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
跨太空和大气层的动目标红外辐射特性反演方法及系统
本发明公开了一种跨太空和大气层的动目标红外辐射特性反演方法及系统,其中,方法的实现包括:首先确定测量系统与被观测动目标之间的路径类型,然后计算当前路径类型下的红外辐射传输特性参数,最后根据多次测量的被观测动目标像方的红外辐射亮度平均值和红外辐射传输特性参数进行被观测动目标物方红外辐射亮度的反演计算。实施本发明可以解决跨太空和大气层红外辐射传输特性参数计算和物方红外辐射亮度反演计算的技术难题。
华中科技大学 2021-04-14
一种菊花状纳米钯聚集体材料的超声辐射制备方法
本发明公开了一种菊花状纳米钯聚集体材料的超声辐射制备方法,是向反应器中加入水和乙醇,然后加入 PdCl2 粉末和表面活性剂-大分子复合体系软模板,在氮气保护下超声反应,反应结束后离心分离收集沉淀物,用乙醇和丙酮洗涤后真空干燥得到纳米钯聚集体材料。本发明借助乙醇的还原作用和助溶剂作用,没有额外添加诸如硼氢化钠、抗坏血酸等化学还原剂的条件下一步合成菊花状纳米钯聚集体材料,反应速率容易控制,成本低廉,操作过程简便易行。本发明所制得的菊花状纳米钯聚集体材料的尺寸范围在 60-100nm 之间。
安徽理工大学 2021-04-13
一种墙体转角处锁石加固结构
本实用新型公开了一种墙体转角处锁石加固结构,包括墙体和条石基础,所述条石基础的上方砌设有墙体,两面墙体砌合成夹角为90度的三维空间,在两面墙体的夹角处设有一块沿高度方向垂直放置的转角石,且该转角石抵设在条石基础的上方;所述转角石的上方设有沿水平方向放置的锁石,该锁石共设有两块,且两块锁石交叉叠置于转角石的上方,构成三角支撑结构。与现有技术相比,本实用新型的有益效果体现在加固结构简单易行;加固结构具有美观效果,能可靠的保护墙体转角不受破坏;能有效保护砌体结构墙体转角部位的稳定,同时可增加结构竖向的承载
安徽建筑大学 2021-01-12
农田循环生产配套关键机械技术集成与应用研究 ——苗期地膜回收技术和装备
成果简介: 本成果苗期地膜回收装备——1MSM-1000型玉米/棉花苗期地膜回收机,利用地膜在苗期比较完整、抗拉性较好的优势,能够完成我国超薄残膜(0.006~0.008mm)的回收,与作物收获后残膜回收相比,提高了地膜收净率,同时解决了收膜率与伤苗率之间的矛盾。该机具能够实现连续收膜作业,技术先进、作业效率高、价格低廉。创新点如下: 实现了在残膜收起的同时避免对幼苗的伤害;能很好地完成起膜、脱膜和抖土作业,在保证不伤苗、不伤膜的情况下
中国农业大学 2021-04-14
一种射频功率检测电路
本发明公开了一种低射频功率检测电路,该检测电路将射频输 入信号连接至匹配负载,然后经过基于检波二极管的峰值检测电路处 理,峰值检测电路的输出连接至峰值补偿电路,使得补偿之后的直流 电平与射频信号峰值基本一致。补偿电路的输出连接至乘法器的两个 输入端,乘法器的输出经滤波、放大、零位补偿之后,在检测电路输 出端得到一个与待测信号功率成正比的直流信号。该发明的特点是: 各功能电路相对独立,调试方便;补偿电路可精细调节,在一定频率 和功率范围内测量准确度较高;通过设定电路参数,响应速度灵活可 调;能满足高达
华中科技大学 2021-04-14
声光控楼梯灯电路实践台
封闭式结构、可简单演示和模拟演示声控灯系统的原理及方法。
宁波华茂文教股份有限公司 2021-08-23
红外遥控小车控制电路套件
可设计组装红外遥控小车,具有前进、后退等功能。
宁波华茂文教股份有限公司 2021-08-23
桑塔纳空调电路实习台 紫光基业
产品详细介绍桑塔纳空调电路实习台 紫光基业本台按照汽车标准线路安装而成。外形美观,操作方便,透明直观。全车电线束、仪表盘、各种开关、前后灯光分电器、点火线圈、调节器、继电器、中央线路板、中央控制器、节气门组件,均用实物装成,各缸点火清楚可见,转速可快慢调节,自动充电,电喷、ABS各传感器和执行器均可用万用表测试电压或电流信号,(其中电喷实验台可用试管测量喷油量大小)。教师在实验台上任何部件制造故障有学生自行排出,拆掉各路保险丝、继电器、台面上电器街头,有学生按早电路图自行安装可达到实习目的。
北京紫光基业科教设备制造有限公司 2021-08-23
一种基于忆阻器的带宽可调的滤波电路及其操作方法
本发明公开了一种基于忆阻器的带宽可调的低通滤波电路及其 操作方法,该电路由包含忆阻器的一阶有源低通滤波电路以及忆阻器 的编程电路构成。本发明利用忆阻器的阈值电压特性,将忆阻器的工 作模式划分为模拟工作模式和编程工作模式,通过改变忆阻器的阻值 改变滤波电路的带宽。编程电路由忆阻器、四个 NMOS 管以及四个 PMOS 管构成,一阶有源滤波电路则由忆阻器、电容以及运算放大器 构成。本发明还公开了一种基于忆阻器的带宽可调的
华中科技大学 2021-04-14
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