惊!X射线竟能提升太阳能光伏电池的转化效率

来源:材料人网发布时间:2016-01-11 23:59:59
 X射线技术揭示有机太阳能电池内部机理

慕尼黑工业大学的研究人员利用X射线技术在分子水平上观察了有机太阳能电池的内部反应,从而可以用来提升太阳能电池的转化效率。

有机太阳能电池由有机分子组成,制约电池获得更多能量的一个关键因素为分子的排列方式。到目前为止,关于印刷过程中分子之间如何进行排列这一问题还没有相应的研究,而为了控制电池中各组分的排列方式,十分有必要从分子尺度研究这一问题。

该小组的研究发现,印刷刚开始时,溶剂逐渐挥发而其它材料保留在溶液中,这一现象直接导致有机分子的浓度增加,直到电子供体开始结晶。同时,电子受体开始聚合。这一过程中,两种材料之间的距离已经确定,从而直接影响电池的效率。为了提高电池的效率,需要控制打印过程中的这一步骤。


研究人员将利用现有结果控制其它材料的排列方式,从而直接应用在工业生产领域,优化电池生产过程。



突破新记录的双结太阳能电池


近日,美国能源部下属的国家可再生能源实验室(NREL)与瑞士电子与微技术中心(CSEM)的研究人员共同开发出双结III-V族/硅太阳能电池,在将非集中太阳光转化为电能的效率方面创造了新纪录,达到29.8%。

这种太阳电池是由两种电池堆积构成的,其中上部分是由NREL开发的磷化铟镓(GaInP)太阳电池;下部分是由CSEM采用硅异质结(SHJ)技术开发的晶体硅电池。取得这项记录的关键是CSEM提出的新型双结太阳能电池结构设计。首次合作的结果进一步表明,通过组合NREL和CSEM的太阳能电池可以实现更高的效率。

该项研究工作的资金来自美国能源部办公室能源效率和可再生能源SunShot计划(旨在实现太阳能相对传统能源的成本优势)以及瑞士联邦和nano-tera.ch计划。

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201601/11/176278.html

责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
西安电子科技大学张春福&朱卫东&巴延双综述:用于高性能直接X射线检测的毫米级多晶钙钛矿来源:知光谷 发布时间:2025-11-28 11:11:57

近期,西安电子科技大学张春福团队全面回顾了MPMHPX射线探测器的研究进展。最后强调了MPMHPX射线探测器所面临的关键问题,并对其未来发展进行了展望。要点2:总结了MPMHPX射线探测器的成像结果总结了单像素、线阵与平板阵列三类MPMHP成像方案。

王开&马静&刘生忠AEL:带隙与晶体质量的协同提升实现高效稳定钙钛矿/硅叠层太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-11-28 10:23:55

宽带隙钙钛矿材料对叠层太阳能电池至关重要,但富Br软晶格可能引发严重的离子聚集与迁移,显著损害器件效率与稳定性。由此,晶体质量提升的钙钛矿薄膜表现出更高的离子迁移能垒和增强的界面载流子提取能力。这些协同效应使单结钙钛矿太阳能电池效率高达23.24%,单片钙钛矿/硅叠层电池效率达30.16%,并在热、湿、光应力下展现出优异的稳定性。

提升钙钛矿太阳能电池稳定性:超薄等离子体聚合物钝化层的双重保护来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-11-03 14:11:06

提供了对双重钝化策略的全面评估,强调其在稳定高效钙钛矿太阳能电池中的潜力。b)钙钛矿太阳能电池在钙钛矿/Spiro界面使用金刚烷等离子体聚合物薄膜作为钝化层时的电流密度-电压曲线。双钝化钙钛矿太阳能电池的稳定性提升不仅归因于对潮湿环境的保护作用,还由于缓解了TiO2在紫外光辐射下光催化效应引起的降解。

AEL:全无机锡铅效率突破14.2%!添加剂工程提升全无机锡铅钙钛矿太阳能电池的稳定性来源:知光谷 发布时间:2025-11-03 09:25:11

全无机锡铅卤化物钙钛矿因其接近理想的带隙和优异的光电特性,成为下一代光伏器件中极具潜力的吸收层材料。该添加剂可同时钝化深层缺陷、抑制锡离子氧化、减少碘离子迁移并提升耐湿性,从而显著增强环境稳定性。经处理的钙钛矿薄膜在空气中保持稳定的钙钛矿相,并展现出更优的光电性能。基于该薄膜制备的器件实现了14.2%的功率转换效率,未处理对照组为8.9%,并在惰性气氛下储存3000小时后仍保持94%以上的初始性能。

兰州大学靳志文Angew:羟胺阳离子作为B位点:通过半径与偶极矩调控提升无金属钙钛矿的X射线探测性能来源:知光谷 发布时间:2025-10-29 09:02:30

无金属卤化物钙钛矿因其结构可调、生物相容性好、重量轻等优点,在X射线探测领域受到广泛关注。本研究兰州大学靳志文等人成功将具有更大半径和偶极矩的NHOH阳离子引入MFHPs体系,系统探究了B位设计的功能机制。文章亮点:首次将NHOH作为B位阳离子引入无金属钙钛矿:通过引入具有更大半径和更高偶极矩的NHOH,成功调控了MFHPs的八面体结构与维度,形成稳定的3D钙钛矿框架。

张云霞&刘生忠&刘渝城等人AM:淬灭辐射发光降低二维钙钛矿单晶的能量损失,实现稳定高效X射线探测来源:知光谷 发布时间:2025-10-27 14:14:38

二维卤化物钙钛矿因其高电阻率、优异稳定性、层间距可调及强X射线吸收能力,被认为是极具潜力的X射线探测材料。然而,二维钙钛矿的高激子结合能通常导致在X射线照射下产生明显的辐射发光,造成探测过程中不可忽视的能量损失。本研究为进一步提升二维钙钛矿单晶的X射线探测性能提供了新的设计思路和具体调控策略。

西北工业大学Angew:分子设计驱动的界面工程实现钙钛矿太阳能电池中缺陷钝化与空穴提取的同步提升来源:知光谷 发布时间:2025-10-24 09:20:54

界面工程已成为解决钙钛矿与空穴传输层之间界面缺陷和能级失配问题的有效策略。该空穴界面分子设计策略为实现钙钛矿太阳能电池的高效率和高运行稳定性提供了可行路径。

复旦大学解凤贤AFM突破溶解度限制:利用温度调控有机配位机制实现高质量钙钛矿单晶的普适性生长及其X射线探测应用来源:知光谷 发布时间:2025-10-09 15:42:14

溶解度是调控钙钛矿单晶生长的关键物理性质。逆温结晶法因其可利用升温过程中溶解度下降的特性,被广泛用于制备高质量钙钛矿单晶,以构建高性能X射线探测器。本文复旦大学解凤贤等人提出一种温度调控有机配位机制,以突破多种钙钛矿组分在ITC过程中的溶剂限制。本研究为高质量钙钛矿单晶的合成提供了新机制,并推动了其进一步应用。

山东大学张国栋&陶绪堂AM:生长具有高抗辐照性的两英寸钙钛矿CsPbBr₃单晶用于X射线探测来源:知光谷 发布时间:2025-09-22 16:02:43

全无机钙钛矿CsPbBr晶体因其优异的光电特性,在γ射线和X射线探测中展现出巨大潜力。然而,大尺寸单晶的生长以及CsPbBr基X射线探测器在高能辐射下的稳定性仍待深入研究。本研究山东大学张国栋和陶绪堂等人采用垂直布里奇曼法生长了两英寸CsPbBr单晶,并在60Coγ射线辐照后研究了其X射线探测性能的抗辐照性。这些发现凸显了CsPbBr器件在高性能辐射探测中卓越的缺陷容忍度和辐照稳定性,为其在高辐射环境中的长期应用提供了重要依据。

葛子义等人AEM:空间柔性多位点酰胺衍生物提升反式钙钛矿太阳能电池及组件的性能来源:知光谷 发布时间:2025-09-04 09:36:59

本研究大连理工大学梁红伟、中国科学院杨孟锦、谢莉莎和葛子义等人将一种空间柔性多位点酰胺衍生物N-(叔丁基)-4-脲基苯甲酰胺引入钙钛矿中,不仅通过其空间柔性的C=O/N–H官能团与PVK相互作用钝化缺陷,还能通过与FA/MA形成氢键调控结晶过程,从而获得具有更大晶粒、更低残余张力和缺陷密度的高质量PVK薄膜。同时,NUNB能有效调控电荷传输行为,抑制陷阱辅助的非辐射复合,并提升钙钛矿太阳能电池的稳定性。

AFM:低温生长 FAPb₀.₅Sn₀.₅I₃ 单晶用于低暗电流与低检测限的高灵敏度X射线探测器来源:知光谷 发布时间:2025-08-25 16:05:10

离子迁移是阻碍金属卤化物钙钛矿X射线探测器性能与稳定性的普遍问题。所制备的FAPb.Sn.I单晶显示出高达0.95eV的离子迁移活化能,明显高于铅基钙钛矿晶体。本研究首次报道了基于Pb-Sn单晶的X射线探测器,展示了其在抑制离子迁移和暗电流方面的潜力,有望推动稳定、低剂量X射线检测的发展。高离子迁移活化能与低暗电流:FAPb.Sn.I单晶的离子迁移活化能高达0.95eV,暗电流密度低至0.75nAcm,电流漂移极小,优于铅基钙钛矿探测器。