太阳能电池制备工艺理论研究

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源,对太阳能电池的研究与开发也变得日益重要;但是太阳能电池的转化效率低,制备工艺复杂,使得成本一直居高不下,远不能达到大规模应用的要求。本文在现有的材料,电池结构和生产工艺的基础上,研究其转化效率不高的影响因素,进而提出优化方案。     

未来的能源之星:PTB 与 PCBM

本期十大化学热点论文的关注点继续聚焦碳烯形式的碳化学研究.而论文#5作为新生力量则以聚合物半导体的形式展开对碳化学的研究.这其实涉及到用于太阳能电池有机光伏材料的必要化学知识.光伏材料需要电子供体聚合物与电子受体富勒烯化合物.聚3-己基噻吩适于作电子供体聚合物,与C61富勒烯化合物衍生物搭配可将能量转化效率提高到5％.     

争奇斗“绿”的新技术

如今,绿色、低碳、减排、节能环保、再生能源这些字眼充斥着地球的各个角落,绿色科技总是耍着花样变废为宝,其中的创新看上去可能会有些怪异,有时还有一点俗。在以下的6项崭新技术中,你会发现科学家们的巧妙心思。     

有机太阳能电池无铟透明电极的光电性能研究

以氧化锌铝陶瓷靶为溅射源,采用射频磁控溅射方法制备了铝掺杂氧化锌(AZO)无铟透明导电薄膜,通过X射线衍射仪、分光光度计和四探针仪等测试分析,研究了基板温度对薄膜晶体结构、力学和光电性能的影响.结果表明:所制备的AZO薄膜均为六角纤锌矿结构,并具有(002)择优取向,其晶体结构、残余应力、方块电阻、光学带隙以及优良指数等都与基板温度相关,当温度为400℃时,AZO薄膜的优良指数最大(0.40-Ω1),具有最好的光电综合性能.     

钙钛矿太阳能电池中空穴传输材料的研究进展

人口的快速增长导致化石燃料即将消耗殆尽,人们急需寻找新型清洁的可持续能源.太阳能正是这样一种理想的能源,其利用方式之一就是太阳能电池.钙钛矿太阳能电池是一种新型的太阳能电池,其快速提升的光电转换效率引起了人们的广泛关注.其中,空穴传输材料的使用不仅增加了电池的稳定性还提高了光电转换效率,为钙钛矿太阳能电池的发展带来了新的契机.因此,研究空穴传输材料的特点和作用机理并设计合成新型高效的空穴传输材料,对进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率是十分重要的.本文从钙钛矿太阳能电池的发展历程出发,简要介绍了钙钛矿太阳能电池的基本结构和工作原理,然后重点阐明各种空穴传输材料的性能.Spiro-OMeTAD是钙钛矿太阳能电池中最受欢迎而且最经典的空穴传输材料,被广泛地应用于各种钙钛矿太阳能电池中,得到了非常高的光电转换效率.但是,这种材料合成复杂、提纯困难、价格昂贵,这就极大地限制了大规模商业化应用的可能.因此,人们开始致力于寻找Spiro-OMeTAD的替代品.近年来,开发的空穴传输材料包括无机p型半导体、聚合物和有机小分子空穴传输材料,其中有机小分子空穴传输材料具有合成简单、价格低廉、原材料丰富等特点而展示出了强劲的发展态势.本文重点介绍了四类有机小分子空穴传输材料,包括Spiro型空穴传输材料、含三苯胺型空穴传输材料、含噻吩型空穴传输材料和其他小分子空穴传输材料.虽然上述空穴传输材料各具特色,有些空穴传输材料在某些方面还显示出了非常优越的性能,但是还没有一种空穴传输材料能在各个方面与Spiro-OMeTAD媲美.所以,空穴传输材料的研发工作还任重而道远.本文对2012至2017年间关于空穴传输材料的文献进行了系统的介绍,总结并评述了各类空穴传输材料的性能,归纳了各种空穴传输材料的优缺点,并对未来高效稳定的空穴传输材料的发展方向进行了展望.     

有机分子内电荷转移化合物的应用进展

由于有机分子内电荷转移(ICT)化合物具有独特的光电性质,例如精细调控分子能级,光诱导能量转移等.该体系的设计合成以及应用研究已经成为当前材料科学的热点.本文从分子内电荷转移化合物的概念和性质出发,讨论了它们在非线性光学、有机太阳能电池、有机分子传感器、有机发光二极管、生物成像方面的应用.     

纯相SnO2纳米晶薄膜的一步电沉积制备及其结构与光电性能研究

采用一步电沉积在氧化铟锡（ITO）导电玻璃基底上制备纯相SnO₂纳米晶薄膜材料,通过改变沉积条件,研究沉积电位、镀液温度和HNO₃浓度对薄膜组成结构的影响。结果表明：当沉积电位为-0.9 V（vs.SCE）,镀液温度为65℃,HNO₃浓度为50 mmol/L时,所制备的SnO₂纳米晶薄膜为纯相金红石型结构,且薄膜相对连续致密。光电性能测试表明,该薄膜具有优异的光电性能,在可见光区透光率大于90%,带隙为3.75 eV,且电阻率为2.2×10^-3 Ω·cm,载流子浓度为1.9×10²⁰ cm^-3,载流子迁移率为14.8 cm²/（V·s）。故所制备的SnO₂纳米晶薄膜是太阳能电池的理想窗口层材料。     

Performances improvement of eosin Y sensitized solar cells by modifying TiO2 electrode with silane-coupling reagent

Chemical fixing of xanthene dye （eosin Y） on the surface of TiO2 electrode was carried out by modifying the electrode with silane-coupling reagent to obtain stable dye-sensitized TiO2 electrode. Such silane modification can not only evidently enhance the stability of dye-sensitized TiO2 electrode but also improve the energy conversion efficiency of the assembled cells by increasing short-circuit photocurrent （Jsc） and open-circuit photovoltage （Voc）. It was found that the improvements of cell performances differ depending on the composition of the electrolyte. The optimum cell of the cell performance was achieved in the electrolyte with 0.5 mol/L TBAI/0.05 mol/L 12/EC：PC（3：1 w/w）, yielding Jsc of 4.69 mA. cm-2, Voc of 0,595 V, fill factor （FF） of 0.64 and ηof 1,78%, Different spectroscopic techniques including UV-Vis spectra, fluorescence spectra, EIS and dark current measurements were employed to derive reasonable analysis and explanations.     

聚光和非聚光太阳能光伏电池发电实验比较

本文主要比较了聚光和非聚光条件下太阳能光伏电池的伏安特性以及光伏系统的发电性能。实验结果表明,采用平面镜反射的低倍聚光方式可以增加常规太阳能光伏电池的输出功率．而且能改善光伏发电系统的可靠性,有效增加光伏发电系统的日发电量。     

提高塑料太阳能电池效率的新方法

有关超导体的论文继续在化学热点中名列前茅：论文1与论文3都曾在最近几期化学热点中出现过;论文5的研究内容也是超导体;论文4的排名同样比较靠前,其关注的重点是电子移动的另一面——半导体;论文2作为化学热点里的新面孔,也是研究与电相关的科学难题,其通过提高使太阳能面板的能量转换效率,表现出该研究的实际使用价值。