薄膜光伏设备在许多商业和工业应用越来越广泛,研究他们的机械和电气性能近年来。在网上发表的一篇论文先进材料欧洲杯足球竞彩调查和比较有机和钙钛矿光伏设备的属性包括电荷动力学强调关键因素限制他们的表现,并提供相关信息,通知他们的设计。
研究:的电荷载体动力学比较有机和钙钛矿太阳能电池。图片来源:约瑟夫Klopacka / Shutterstock.com
Solution-Processable半导体和光伏设备
在可再生能源发电和存储领域,研究人员不断探索创新技术和先进材料,为新一代的设备将提供性能优越。欧洲杯足球竞彩快速进展的发展太阳能光伏电池采集太阳的无限能量,为不断增长的世界人口提供能源。
最近,solution-processable半导体已经探索了其潜在制造低成本、轻量级、灵活的光伏设备可以集成到许多新一代的产品。这些半导体制造是可伸缩的,可用于可穿戴传感器,医疗设备,灵活的能量收集系统等等。
有机半导体和钙钛矿
有机半导体和有机-无机杂化钙钛矿的发展表明最近进展,导致稳定性和性能的改善。这使得他们有吸引力的目标能量收集和存储设备。
有机太阳能电池显示功率转换效率超过18%。这是由于设备的设计架构的发展,薄膜形态、和光敏材料。欧洲杯足球竞彩Norfullerene电子受体增强了设备性能,提供优越的光吸收范围,增强环境稳定,低水平的电压损失。
这些属性明显比fullerene-based电子受体,常规使用。
混合无机金属卤化物钙钛矿太阳能电池显示功率转换效率超过25%。这使得它们比传统的硅设备和优化主要是由于材料加工和组分调优。
此外,取得了电荷传输层的进步。钙钛矿混合太阳能电池的稳定性方面的进展称赞的进步效率,导致广泛的测试在众多光伏设备和各种设备的研究架构。
比较有机和杂化钙钛矿的太阳能电池的性能
这项研究在先进材料欧洲杯足球竞彩寻求比较电荷动力学和其他属性的有机太阳能电池和混合金属卤化物钙钛矿探索其局限性并告知他们的设计。
研究集中在太阳能电池和p i n平面架构为简单起见。这些都是常用的技术架构。相似性存在于设备特征、制备方法和体系结构。这有助于这两个solution-processed半导体类型之间的直接比较。
在有机太阳能电池,设备效率超过了先前的理论预测的进步nonfullerite电子受体。这引起了重大问题的局限性,导致材料研究的新途径。欧洲杯足球竞彩
的简化示意图平衡电荷载体photogeneration(说明J创)和电荷复合(插图作为一个复合损耗电流J损失)和外部电流(J)在光照明下osc(左)和已经被(右)。)开路条件(J = 0) OSC,接触电位差(VOC)认为跟踪准费米能级分裂(QFLS)散装(即。设备接触),忽视QFLS损失。图包括带边沿尾巴州(浅陷阱状态)扩展到有效的能带隙,用阴影表示了尾巴。一个等价的PSC b)开路条件。c, d)插图手下提取(例如,在最大功率点(MPP)的OSC (c)和PSC (d)。图片来源:吴、J et al .,先进材料欧洲杯足球竞彩
混合有机-无机钙钛矿细胞更新的技术,快速的进步在理解他们的效率导致相当大的进步在设备的设计。但是,底层的基本过程,影响设备设计仍知之甚少,这些仍然是新兴的信息。
了解设备的电荷载子动力学和photophysics核心设备和材料设计这个通知如何高效光能转换成电荷。
这两类设备关键的相似点和不同点。设备结构和电荷提取层和金属接触是相似的,而吸光层有其内在属性的差异。
例如,光诱导电荷生成过程是不同的,随着电荷传输过程的差异。这些差异影响设备功能和性能,但知识和设备模型开发一种可以应用于另一个。
研究集中在几个领域将告知未来发展的有机和混合有机-无机钙钛矿太阳能电池。研究探讨了材料之间的相似点和不同点,设备结构和操作原则。欧洲杯足球竞彩其次,它讨论了电荷产生和分离技术,与光致发光和瞬态吸收教训研究讨论来帮助这一点。
此外,电荷传输、捕获和重组进行了讨论研究。电荷捕获被发现一个关键设备的限制。此外,提取和双分子的重组是探索之间的竞争。教训瞬态光电分析进行了讨论。最后,总结了材料和欧洲杯足球竞彩设备设计指导方针。
未来
这项研究的结果发表在先进材料欧洲杯足球竞彩将有助于告知未来开发和设计的有机和混合有机-无机金属卤化物钙钛矿光伏太阳能电池。
虽然这些类的可伸缩性和制造业挑战太阳能电池没有被研究的视角,阐明异同的指控的信息载体动力学和photophysics应该为未来的技术发展提供有用的见解。
进一步的阅读
吴,J等艾尔。(2021)的电荷载体动力学比较有机和钙钛矿太阳能电池(在线)先进材料欧洲杯足球竞彩2101833 | onlinelibrary.wiley.com。可以在:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202101833
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