导读:本文包含了太阳能电池材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:有机太阳能电池材料,电荷转移态,电子态能量分布,密度泛函理论
太阳能电池材料论文文献综述
郑子龙,张永哲,严辉[1]（2019）在《有机太阳能电池薄膜材料中的电荷转移态》一文中研究指出有机光伏电池光电转换效率世界记录达到17%,根据理论预测,它的极限效率可达至少25%以上[1]。近年,其效率提升缓慢的主要原因归结于,有机材料中开路电压损耗过高,电荷迁移率低,导致活化层薄膜厚度和光吸收率都受到限制。理论上,电荷转移(Charge Trasnfer, CT)态协调着有机光伏电池中所有的关键物理过程,包括:光生激子拆分、自由载流子生成、以及辐射和非辐射复合过程。有机光伏电池中,CT的复合湮灭速率,用其能量分布来描述更加全面,它由动态无序(dynamic disorder)和静态无序(static disorder)两部分贡献组成。动态无序和电子-声子相互作用有关,导致CT态能量分布随时间变化,增大动态无序会导致开路电压损耗升高,降低光电转换效率;而静态无序反应了混合异质结的不定型本质,源于给体分子、受体分子原子坐标甚至震动模式的非对称结构,且不依赖时间而变化。在有机光伏电池混合异质中,动态、静态无序对激子拆分速率、电荷转移态非辐射复合湮灭、电荷输运等过程十分重要。我们利用新开发的密度泛函函数(依赖介电常数的-长程相关密度泛函)结合分子反应动力学[2-5],实现了快速、准确计算真实具体材料(P3HT/PCBM)中CT态的动态无序和静态无序,阐述了传统富勒烯型有机光伏电池混合异质结中,微观分子堆积形貌、分子结构对CT态能量无序分布的影响,以及它们与CT态复合湮灭过程相互联系的物理本质[6]。(本文来源于《TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集》期刊2019-11-15）
黄智淼,臧月,辛青,林君[2]（2019）在《基于新型材料PTB7-Th的串联结构聚合物太阳能电池仿真研究》一文中研究指出采用新型给体材料PTB7-Th与受体材料PC71BM的混合层作为串联结构聚合物太阳能电池的后电池。通过光学传输矩阵理论,研究前后电池活性层厚度以及超薄金属Ag薄膜对串联器件短路电流密度的影响。结果表明:当前电池厚度为190nm、后电池厚度为90nm时,器件的短路电流密度达到最大值。通过在中间连接层引入超薄金属Ag薄膜,利用光学谐振微腔效应,实现前后电池的电流匹配,可以进一步提高串联结构聚合物太阳能电池的性能。(本文来源于《化工新型材料》期刊2019年10期）
张小梅,李淼淼,王琪,江宇,耿延候[3]（2019）在《基于二噻吩并吡咯π桥的窄带隙非富勒烯受体材料在有机太阳能电池中的应用》一文中研究指出以不同烷基取代的二噻吩并吡咯(DTP)为π桥,连接吲哒省并二噻吩(IDT)中间单元和氰基茚酮(IC)或二氟代氰基茚酮(2F-IC)末端基团,设计并合成了6个窄带隙的非富勒烯受体材料。其中,IDTDTP-C_2C_2-H和IDTDTP-C_2C_2-F中的DTP单元以1-乙基丙基为侧链,IDTDTP-C_6C_6-H和IDTDTP-C_6C_6-F中的DTP单元以1-己基庚基为侧链,IDTDTP-C_(12)-H和IDTDTP-C_(12)-F中的DTP单元以十二烷基为侧链。6个分子均具有较窄的光学带隙(1.37～1.44 e V)。相比于以IC为末端基团的分子(IDTDTP-C_2C_2-H、IDTDTP-C_6C_6-H和IDTDTP-C_(12)-H),由于氟原子的拉电子效应,以2F-IC为末端基团的分子(IDTDTP-C_2C_2-F、IDTDTP-C_6C_6-F和IDTDTP-C_(12)-F)具有红移的吸收光谱,以及更低的最高分子占有轨道能级(HOMO)和最低分子空轨道(LUMO)能级。以宽带隙聚合物聚[2,6-(4,8-双(5-(2-乙基己基))噻吩-2-基)-苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-alt-5,5-(1',3'-二-2-噻吩)-5',7'-双(2-乙基己基)-苯并[1',2'-c:4',5'-c']二噻吩-4,8-二酮](PBDB-T)为给体材料,制备了有机太阳能电池器件。PBDB-T:IDTDTP-C_6C_6-F共混薄膜具有较高且更平衡的空穴/电子迁移率,以及良好的形貌,基于PBDB-T:IDTDTP-C_6C_6-F的有机太阳能电池获得了6.94%的能量转换效率,开路电压为0.86 V,短路电流密度为13.56 m A/cm~2,填充因子为59.5%。(本文来源于《应用化学》期刊2019年09期）
韩林岑,朱群志[4]（2019）在《基于相变材料的太阳能电池板温度控制实验研究》一文中研究指出对使用石蜡作为相变材料的太阳能电池板被动式散热器进行了实验。选择在相变材料中的不同位置安置格栅,在同一热流密度下,对4组散热器的瞬态热性能进行了研究。结果表明,具有格栅的相变材料散热器可用于冷却太阳能电池板。相变材料的融化情况与格栅位置和接触面积有关,加装垂直于翅片方向格栅的散热装置的散热效果较佳。(本文来源于《上海电力学院学报》期刊2019年04期）
王梦涵,万里,高旭宇,袁文博,方俊峰[5]（2019）在《D-π-A-π-D型非掺杂小分子空穴传输材料的合成及其在反向钙钛矿太阳能电池中的应用》一文中研究指出设计合成了叁种以(甲氧基)叁苯胺为给体(Donor,D),苯环为共轭π桥,羰基(或双氰基乙烯基)为受体(Acceptor,A)的D-π-A-π-D型有机小分子空穴传输材料1-T、1-OT和1-OTCN.对叁个化合物的热稳定性、光物理以及电化学性质进行表征,并将它们作为空穴传输材料运用至钙钛矿太阳能电池中,研究其光伏特性.实验结果表明,通过引入具有不同给(吸)电子能力的基团,可对材料的光电性质进行有效调控.基于小分子空穴传输材料1-T、1-OT和1-OTCN的非掺杂反向钙钛矿太阳能电池器件光电转化效率(PCE)分别为13.0%、14.4%以及16.8%.其中,基于甲氧基和双氰基修饰的1-OTCN电池器件,由于空穴传输层与钙钛矿界面发生更有效的电荷跃迁和收集,电荷复合较少,因此器件性能最佳, 1-OTCN的疏水性质使得其对应器件效率和水氧稳定性均优于常用空穴传输材料PEDOT:PSS (PCE:13.0%).(本文来源于《化学学报》期刊2019年08期）
贺冠南,黄波[6]（2019）在《ZnO陷光结构材料的制备及其太阳能电池性能的研究》一文中研究指出采用一步低温水溶液法在未制绒的单晶硅材料表面制备ZnO纳米棒阵列陷光结构材料,通过调控生长温度,对纳米棒阵列参数进行调控.利用扫描电子显微镜对不同条件下制备的ZnO纳米棒阵列材料的形貌进行表征,探究生长温度对阵列参数的影响.采用X射线衍射仪、荧光分光光度计、紫外-可见-近红外光谱仪对ZnO纳米棒阵列的晶体结构及光学特性进行分析.结果表明:低温水溶液法制备的ZnO纳米棒阵列结构具有较好的晶体品质、较高的透过率及较好的陷光效果.与2种材料(未制绒的裸硅片、仅有Si Nx减反射层的硅片)的表面相比,陷光结构硅的表面反射率有较大幅度的降低.将该陷光结构材料应用于未制绒且镀有Si Nx减反射层的单晶硅太阳能电池,与裸硅表面材料的太阳能电池相比,该电池的短路电流密度及转换效率分别提高了30.19%和33.87%.该陷光结构材料具有较好的陷光效果,且易于通过调控生长条件对其陷光效果进行优化.(本文来源于《华南师范大学学报(自然科学版)》期刊2019年04期）
侯文静[7]（2019）在《染料敏化太阳能电池中多级结构光阳极和无铂对电极材料的研究》一文中研究指出在染料敏化太阳能电池(DSSC)中,光阳极是染料吸附和电子分离与传输的载体;对电极负责从外电路收集电子并催化电解质的还原反应,电极材料的组成和结构影响器件性能。TiO_2是最常用的光阳极材料,其导带能接受来自染料的光生电子并传导至外电路。但TiO_2纳米粒子堆积形成的多孔膜具有较慢的电子迁移率,从而增加光生电子与空穴的复合几率。通过对光阳极的组成、结构和形貌进行设计与调控,可以提高光阳极的光利用效率和电子传输速率,减缓电子-空穴对的复合,从而提高器件的光电转换效率;另一方面,铂金属作为对电极常用的催化材料往往导致DSSC器件成本的增加,而且在Pt催化I_3~-还原反应过程中生成的副产物PtI_4会导致Pt流失或催化失活,引起DSSC器件性能的急剧下降。论文针对DSSC存在的光电转换效率低和催化电极成本高的问题,完成了以下研究工作:(1)通过水热法合成了ZnIn_2S_4纳米片组装的微球,将之与适用于DSSC光阳极的TiO_2浆料复合制得新胶体,经传统的刮涂法制得具有TiO_2/ZnIn_2S_4异质结结构的光阳极(ZIS-2)。通过X-射线粉末衍射、能量色散谱和X-射线光电子能谱对光阳极组份、电极组成等进行了测试表征,结果表明在光阳极中成功制得TiO_2/ZnIn_2S_4异质结结构。场发射扫描电子显微镜图(FESEM)表明TiO_2纳米粒子均匀分散在ZnIn_2S_4纳米片的表面。紫外-可见光谱和循环伏安测试结果表明TiO_2与ZnIn_2S_4具有匹配的能级,有利于构成异质结。由于ZnIn_2S_4可以吸收可见光,异质结的生成与引入还可提高DSSC对可见光的利用效率。TiO_2/ZnIn_2S_4异质结结构光阳极(ZIS-2)可以加速光阳极中的光生电子-空穴对的分离。将ZIS-2光阳极应用于DSSC,获得8.09%的效率,比基于单独TiO_2(7.07%)和单独ZnIn_2S_4光阳极(0.09%)的器件效率高。(2)通过旋涂法,分别以银纳米粒子(Ag NPAs),银纳米片(Ag NPLs)和包覆有二氧化硅的银纳米片(Ag NPLs@SiO_2)修饰TiO_2光阳极表面制得TiO_2/Ag NPAs、TiO_2/Ag NPLs和TiO_2/(Ag NPLs@SiO_2)复合光阳极。通过透射电镜(TEM)、FESEM和X-射线光电子能谱(XPS)表征了TiO_2/(Ag NPLs@SiO_2)的微观结构;紫外-可见光谱表明Ag NPLs在近红外区产生强的等离子体共振吸收峰,该效应有利于提高电极对红光的吸收利用;同时产生的近场增强效应还有利于染料在多孔电极上的吸附;更重要的是Ag NPLs@SiO_2表面的SiO_2壳可以保护Ag NPLs不被腐蚀,延长电极的使用寿命。电化学测试表明存在于光阳极中的Ag NPLs@SiO_2由于等离子体诱导效应可提高光生电子-空穴对的荷电分离。故基于TiO_2/(Ag NPLs@SiO_2)光阳极的DSSC在AM 1.5 G模拟太阳光和近红外光照射下效率分别达到了8.72%和1.56%,说明光阳极的光利用范围有所扩展。(3)通过旋涂法和循环伏安法相结合的方式构建了聚吡咯基(PPy)无铂催化对电极。即以旋涂有多壁碳纳米管(MWCNT)的导电玻璃为基底,通过循环伏安法在MWCNT表面沉积PPy得到PPy/MWCNT复合对电极。用红外光谱、紫外-可见光谱和SEM对复合催化电极材料进行了测试表征,结果表明MWCNT表面的羧基可充当对阴离子对PPy进行掺杂,生成的PPy紧紧地包裹于MWCNT表面,且在复合材料中存在π-π相互作用。在DSSC用电解液中的电化学测试表明,MWCNT的存在提高了PPy的分散性,使同样沉积条件下制备的PPy/MWCNT与纯的PPy相比具有更高的导电性、大的比表面积。由于大的比表面积有利于使更多的活性位点发挥作用,高的电导率有利于电子的传输,故以PPy/MWCNT为对电极的DSSC的光电转换效率达到7.15%(为铂基对电极的光电转换效率的92.14%),明显高于单独MWCNT(1.72%)和PPy(5.72%)为对电极时的光电转换效率。(4)为了充分暴露导电聚苯胺(PANI)作为催化电极时的活性位点,以静电纺丝法制备的五氧化二钒纳米纤维(V_2O_5 NFs)为模板和氧化剂构建PANI纳米带用于催化对电极。研究了电纺丝液的组成(偏矾酸氨与聚乙烯醇)和电纺丝条件对生成V_2O_5 NFs的结构影响;研究了苯胺浓度、反应时间、后处理过程对生成的V_2O_5-PANI NFs以及PANI-NRs电极结构的影响。样品表征结果显示,制备的PANI NRs具有典型的PANI光谱特征,说明氧化剂的不同不会影响生成的PANI的主体结构;SEM和TEM测试表明制备的PANI NRs对电极呈现锯齿状的纳米带结构,这些锯齿状的纳米带所组成的网络结构不仅有利于电解液与电极材料的充分接触和离子的扩散,而且锯齿状结构有利于暴露更多的活性位点。以最优的PANI-NRs对电极组装DSSC器件,测得器件的光电转换效率达到了Pt基对电极构建DSSC的光电转换效率的97.44%。说明通过材料的微观结构的设计可提高对电极材料的催化活性。(5)过渡金属硫化物具有电催化I_3~-还原的活性,有望成为一类新型高效的DSSC对电极材料。以导电玻璃FTO为基底,通过溶剂热法基底上原位制备了CoIn_2S_4纳米片阵列结构电极。系统研究了原料和溶剂组成对电极组成和微结构的影响。结果表明,硫化铟充当了生成连续网络纳米片结构的模板和反应物;溶剂中水份含量的增加使金属氢氧化物增多,同时影响电极的微结构由连续的纳米片网络结构向纳米颗粒和纳米片的混合结构转变,其主要原因是在不同含水量的乙醇中,氢氧根离子浓度不同,各组份的浓度积也不同,因此含微量水的乙醇溶液有利于生成连续的叁元复合硫化物纳米片网络。考虑到铁族元素具有相似的离子半径、电子结构和化学性质,采用最优的方法制备了铁族叁元MIn_2S_4(M=Fe、Co和Ni)贯通纳米片阵列电极。利用粉末XRD、能量散射谱(EDS)、SEM和等温氮气吸附/脱附等对叁元MIn_2S_4(M=Fe、Co和Ni)电极的组分和形貌进行了表征。结果表明,在MIn_2S_4(M=Fe、Co和Ni)中,CoIn_2S_4电极材料具有与电解液氧化还原电对最匹配的能级,有利于电子从电极到电解质的转移;具有高的比表面积和丰富的孔结构,有利于更多的活性位点发挥作用,故其具有最好的催化活性。基于CoIn_2S_4为电极材料的DSSC获得了高达8.83%的光电转换效率,优于传统Pt基对电极构建的DSSC的光电转换效率(8.19%)。(本文来源于《山西大学》期刊2019-07-01）
刘林华,马玉英,任现坤[8]（2019）在《多晶硅材料特性对太阳能电池效率的影响》一文中研究指出研究了太阳能电池生产工艺中多晶硅片的电阻率、小方锭少子寿命及铸锭区域对电池转化效率的影响。以P型多晶硅片为原材料,通过常规晶硅电池制作工艺,对不同电阻率范围的硅片产出电池片性能进行测试分析;采用少子寿命分别为LT<5.5μs、LT>6.0μs的小方锭,统计产出硅片的少子寿命和电阻率,并对比分析产出电池片性能;对比多晶硅铸锭各区域硅片产出电池片的电性能。研究表明,1.4～2.0Ω·cm为多晶硅电池制作的最优电阻率范围;方锭少子寿命>6.0μs的硅片少子寿命与电阻率的平均值都高于方锭少子寿命<5.5μs的硅片,电池转化效率同比高0.07%;铸锭中心区域的硅片产出电池片的转化效率要高于边角区域。(本文来源于《当代化工》期刊2019年06期）
张靖桢,徐清[9]（2019）在《新型窄带隙聚合物太阳能电池材料的合成及性能研究》一文中研究指出为了寻找更优异的太阳能电池材料,通过stille偶联反应以2,2′-联噻吩作为给体单元,以4,7-二(3-己基噻吩-2-基)-5,6-二氟-[2,1,3]苯并噻二唑作为受体单元,合成了一种新型聚合物。通过引入支链和氟原子提高了聚合物的性质。利用傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振氢谱仪表征了聚合物的结构,采用热重差热综合热分析仪表征了聚合物的热稳定性,并通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法研究了其光电性能。结果表明,聚合物的热分解温度为366℃,带隙为2.16eV,理论开路电压为1.02V,在聚合物太阳能电池的制备中可将其作为给体材料。(本文来源于《化工新型材料》期刊2019年06期）
李剑,王鼎程,毕菲[10]（2019）在《染料敏化TiO_2太阳能电池纳米材料的研究进展》一文中研究指出染料敏化太阳能电池(DSSC)凭借成本低廉、制备工艺简单、使用寿命长等优点而受到人们广泛关注。本文对DSSC光阳极材料TiO_2纳米晶体薄膜的发展、现状,以及对其用稀土元素改性方面进行了介绍。(本文来源于《农家参谋》期刊2019年12期）
太阳能电池材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
采用新型给体材料PTB7-Th与受体材料PC71BM的混合层作为串联结构聚合物太阳能电池的后电池。通过光学传输矩阵理论,研究前后电池活性层厚度以及超薄金属Ag薄膜对串联器件短路电流密度的影响。结果表明:当前电池厚度为190nm、后电池厚度为90nm时,器件的短路电流密度达到最大值。通过在中间连接层引入超薄金属Ag薄膜,利用光学谐振微腔效应,实现前后电池的电流匹配,可以进一步提高串联结构聚合物太阳能电池的性能。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
太阳能电池材料论文参考文献
[1].郑子龙,张永哲,严辉.有机太阳能电池薄膜材料中的电荷转移态[C].TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集.2019
[2].黄智淼,臧月,辛青,林君.基于新型材料PTB7-Th的串联结构聚合物太阳能电池仿真研究[J].化工新型材料.2019
[3].张小梅,李淼淼,王琪,江宇,耿延候.基于二噻吩并吡咯π桥的窄带隙非富勒烯受体材料在有机太阳能电池中的应用[J].应用化学.2019
[4].韩林岑,朱群志.基于相变材料的太阳能电池板温度控制实验研究[J].上海电力学院学报.2019
[5].王梦涵,万里,高旭宇,袁文博,方俊峰.D-π-A-π-D型非掺杂小分子空穴传输材料的合成及其在反向钙钛矿太阳能电池中的应用[J].化学学报.2019
[6].贺冠南,黄波.ZnO陷光结构材料的制备及其太阳能电池性能的研究[J].华南师范大学学报(自然科学版).2019
[7].侯文静.染料敏化太阳能电池中多级结构光阳极和无铂对电极材料的研究[D].山西大学.2019
[8].刘林华,马玉英,任现坤.多晶硅材料特性对太阳能电池效率的影响[J].当代化工.2019
[9].张靖桢,徐清.新型窄带隙聚合物太阳能电池材料的合成及性能研究[J].化工新型材料.2019
[10].李剑,王鼎程,毕菲.染料敏化TiO_2太阳能电池纳米材料的研究进展[J].农家参谋.2019