芴衍生物的合成及其在光敏太阳能电池上的应用

目前比较好的利用太阳能资源的是单晶硅或多晶硅太阳能电池,晶硅太阳能电池虽然具有转换效率高,稳定1性好的特点,但是成本非常高.自然界最普遍的利用太阳能的例子是光合作用,光合作用虽然不是最高效的固定太阳能的方式,但是它是最广泛地固定的太阳能,最大量地生产可利用能源[1].     

染料敏化太阳能电池固态电解质

染料敏化太阳能电池(DSCs)具有成本低廉、制作工艺简单、光电转换效率较高等优点,在新一代薄膜太阳能电池中,被认为是最具市场潜力的新型太阳能电池之一.电解质在染料敏化太阳能电池中起到桥梁作用,担负着还原染料、输运载流子完成电池内部循环的作用.液态电解质虽然效率高,但是易挥发和泄露,对电池的稳定性和寿命有很大的影响.因此...     

聚合物太阳能电池材料的研究进展

随着能源短缺和环境污染两大问题日益加重,人们对太阳能开发与利用更加深入。在众多太阳能的利用方式中,太阳能电池被认为是最有前途的。然而无机太阳能电池因其本身缺陷而受到限制。聚合物太阳能电池由于其成本低、质量轻、合成与修饰容易等优点成为太阳能电池研究的热点。近年来,该类太阳能电池的光电转换效率已经超过8%。本文简要介绍了聚合物太阳能电池的基本原理,并从开路电压、短路电流和填充因子等方面着重分析了其材料的设计原则,最后对其未来发展前景作出了展望。     

宽光谱太阳能电池

太阳能电池的光谱响应特性和光电转换效率与光伏材料的微观能带结构及其宏观组装方式密切相关。无论使用哪种光伏材料,普通单结或单层太阳能电池都只能对部分波段的太阳光进行有效利用。宽光谱研究的目标是要使太阳能电池更好地利用太阳光谱所覆盖的全部波段范围的能量,从而提高太阳能电池光电转换效率。本文从化学角度综述了实现宽光谱太阳能电池的基本方法和当前的研究进展,其中包括叠层太阳能电池、中间带太阳能电池、量子点太阳能电池、热光伏太阳能电池、上转换和下转换、分子基柔性太阳能电池等方法。     

卟啉-联吡啶二聚体的合成与表征

<正>绿色植物的光合作用是自然界效率最高的光能转化过程,人工模拟光合作用是实现太阳能利用的最理想的方法,是近年来学者们研究的热点[1-3]。光合作用的反应中心包括PSI(Photosystem I)和PSII(Photosystem II)。其中PSII是物质还原过程,首     

聚合物太阳能电池材料的研究进展

有机光伏技术为太阳能的有效利用提供了一条重要途径。有机太阳能电池因制造成本低廉、材料质量轻、加工性能好、易于携带等优势而备受关注。提高有机太阳能电池的光电转换效率是目前乃至未来的研究重点。设计和合成适合的窄带隙的共轭聚合物是提高有机太阳能电池光电转化效率的核心。综述了近年来基于窄带隙的共轭聚合物的太阳能电池材料的设计、制备和器件性能研究进展,探讨了目前存在的亟待解决的关键基础问题和未来发展方向。     

光电化学过程及其应用研究的部分新成果

光电化学过程及其应用研究的部分新成果＊王尧宇时茜史启祯（西北大学化学系西安７１００６９）高忆慈（兰州大学化学系兰州７３００００）关键词光电转换材料新型太阳能电池太阳能利用１光电转换材料及新型太阳能电池１．１ＲＥＤＯＸ太阳能电池在利用太阳能的过程中，当...     

有机太阳能电池简介与展望

太阳能是一种非常重要的可再生能源。将太阳能转化为电能的有机太阳能电池,因其具有重量轻,柔韧性好,可以进行大面积、低成本的柔性制备等优点,为解决未来全球的能源问题提供了一种选择。简要介绍了有机太阳能电池的发展、性能参数、工作机理和应用实例。     

界面钝化策略:提高钙钛矿太阳能电池的稳定性

近年来,新兴起的有机无机杂化钙钛矿太阳能电池突飞猛进,在短短十年里其光电转化效率从3.8%迅速发展到目前25.2%的认证效率,被视为最具有应用潜力的新型高效率太阳能电池之一。虽然钙钛矿太阳能电池具有很高的光电转换效率已与多晶硅薄膜电池相媲美,但是电池的长期稳定性仍是阻碍其商业化的一大挑战。钙钛矿表面和晶界存在大量的缺陷,界面钝化来提高钙钛矿太阳能电池的稳定性是非常重要且有效的策略。二维钙钛矿材料是有机胺层与无机层交替的层状钙钛矿,具有体积较大的有机铵阳离子,与传统的三维钙钛矿材料相比对于环境的稳定性较好,并且结构灵活可调,在三维钙钛矿表面修饰二维钙钛矿层钝化缺陷,在提高钙钛矿太阳能电池效率的同时又保证了稳定性,另外,合适的钝化剂分子也能够非常有效地钝化缺陷。本文总结了钙钛矿太阳能电池的不稳定因素,归纳了钙钛矿太阳能电池界面钝化方面的研究进展,指出了二维钙钛矿材料发展的巨大潜力以及寻找合适钝化剂分子的原则,期望能够为获得高性能的钙钛矿太阳能电池进而实现商业化提供有益的指导。     

基于富勒烯和噻吩聚合物的本体异质结太阳电池

随着全球能源需求量的逐年增加,对可再生能源的有效利用成为亟待解决的问题。现在使用的能源多来自矿物燃料的开采,其中包括石油、天然气和煤等,而这些资源是非常有限的。因此,发展新能源和新能源材料是我国进入21世纪必须解决的重大课题,其中太阳能被认为是清洁可再生新能源的代表之一。基于噻吩跟富勒烯的异质结太阳能电池是目前太阳能电池的重要发展方向之一。该种太阳能电池因其制备简单、成本低廉、重量轻和可制成柔性器件等优点近年来受到多方的广泛重视。经过努力,该种太阳能电池的光电转化性能已经得到了一定提高,最高光电转化效率已达到7%左右,但是跟无机半导体硅和染料敏化太阳能电池相比还有一定差距。因此,这方面的研究任重而道远,研究空间也非常大。本文从材料合成的角度,简要综述了近年来国内外在基于富勒烯和噻吩的异质结太阳能电池方面所取得的最新研究进展,并对下一步需要研究的热点问题作了展望。     

卟啉敏化太阳能电池研究进展

由于自然界中光合作用的核心结构是卟啉,其具有良好的光、热和化学稳定性,在过去的二十年中卟啉染料敏化太阳能电池研究获得了极大的关注,2014年卟啉染料光电转换效率突破了13%,成为新的基准效率.以光电性能为主线,从分子工程设计的角度出发,系统性地总结了应用于敏化太阳能电池的不同结构卟啉染料性能的研究进展.     

《光电化学及新型太阳能电池》专辑序言

众所周知,能源与环境是当今人类面临的最大难题和挑战,随着世界能源需求的急剧攀升,传统化石资源的不断耗竭,全球温室效应和环境污染的压力日趋严重,发展各种可再生绿色能源成为当今世界最主要的共性问题和研究热点. 太阳能光电转化技术被认为是一种最有希望真正解决未来社会可再生能源和洁净环境问题的先进技术. 太阳可为人类提供取之不尽、用之不竭的巨大能源宝库,每年照射到地球的太阳能量高达174000TW,换言之,只要能以10%效率转化0.1%到达地球表面的太阳能,即可满足全球的能源需求. 当前国际上最热点研究的新型太阳能电池包括染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池、量子点太阳能电池及钙钛矿太阳能电池等,这些新型太阳能电池的研究近年来取得了长足的进步,世界上每年发表相关论文超过10000篇,其中中国学者在太阳能光电化学理论、光电转化器件设计、电极材料、有机半导体光伏材料、电解质系统、有机及钙钛矿太阳能电池电极界面修饰层材料等方面开展了大量卓有特色的工作,为推进各种新型太阳能电池的进步和应用做出不菲的贡献. 光电化学是一门研究光与电化学相互作用的交叉学科,是太阳能高效利用中光-电转化和光能-化学能转化的核心理论基础. 自上世纪70年代以来,光电化学理论得到不断发展和完善,为当今蓬勃发展的各种新型太阳能电池和光催化制氢等提供了强有力的理论指导. 然而,随着纳米科技、材料科学及半导体物理等现代科技的飞速发展和多学科深入研究,诸多新型太阳能体系研究的新现象和复杂性仍未能得到圆满解析. 仍亟需进一步从微观水平认识太阳能电化学电池及光电催化的反应本质,发展原位表征和超快时间分辨技术研究光生电子的传输、复合及界面反应等规律及定量关系,为人们设计高光电转化效率的电化学太阳能电池、推进商品化应用提供理论指导. 本专辑围绕光电化学及新型太阳能电池专题,收录了在相关研究领域具有丰富积累和影响的团队所撰写的9篇相关研究进展的综述文章和研究论文,部分反映了我国在新型太阳能电池结构设计、合成方法和性能研究方面的研究进展.希望借助该专刊的出版,能使广大读者更深入地了解我国在新型太阳能电池领域的研究现状、研究趋势和存在的问题及挑战,推动我国光电化学及新型太阳能电池研究的进一步发展. 在此,对本专辑的所有作者、审稿人及编辑部工作人员的卓有成效的工作和付出表示衷心的感谢！     

先进电池关键材料循环利用现状与存在的问题

目前应用最广泛的先进电池主要有锂离子电池、氢镍电池和太阳能电池等。氢镍电池是20世纪80年代后期研制成功的高能电池，锂离子电池则是20世纪90年代初由日本索尼公司率先研制成功并投入商业生产的绿色高能电池，而太阳能电池则是近年来发展最快速的物理电源之一。     

卟啉/酞菁配合物修饰钙钛矿太阳能电池研究

为解决资源短缺和环境污染问题,太阳能电池应用研究引起了广泛的科学关注。在过去的十年间,钙钛矿太阳能电池作为一种新型的电池技术得到了快速发展,逐渐成为目前商业化硅基太阳能电池最有力的竞争对手之一。然而,钙钛矿薄膜在低温溶液制备过程中不可避免地形成缺陷,这些缺陷是严重制约钙钛矿太阳能电池光电转化效率与长期运行稳定性得到进一步提高的主要因素。利用功能化有机分子钝化钙钛矿薄膜表面及晶界处缺陷是提升电池性能及稳定性的有效手段。卟啉/酞菁金属配合物具有良好的稳定性和优异的光电特性,利用卟啉/酞菁金属配合物修饰钙钛矿薄膜是提高钙钛矿太阳能电池性能和稳定性的有效方法之一。本文综述了卟啉/酞菁金属配合物界面调控实现高效稳定钙钛矿太阳能电池组装的研究进展,并对其存在的问题及今后可能的发展方向进行了总结与展望。     

有机小分子太阳能电池:氟代对活性层形貌的精确调控

<正>随着人们对能源和环境问题的重视,太阳能利用已经成为一个非常重要的研究领域。有机太阳能电池因其低成本、轻柔、可印刷制备等优点,成为具有重要应用前景的太阳能利用方式之一。近年来可溶性有机小分子光伏材料以其分子结构明确、高纯度、高重复性等优势引发了科学家们的研究兴趣1。在有机太阳能电池的研究中,反向结构器件具有更好的稳定性,因此提高反向结构有机太阳能电池的效率具有更加重要的意义。最近,国家     

喷墨打印技术制备聚合物太阳能电池的研究进展

聚合物太阳能电池具有成本低、质量轻、容易制备大尺寸器件等优势,是太阳能电池研究中最为活跃的领域之一。喷墨打印技术作为新的成膜技术,具有材料利用率高、快速、可柔性加工等优点,已被用于聚合物太阳能电池的制备,发展潜力巨大。综述了聚合物太阳能电池、喷墨打印技术和喷墨打印技术制备聚合物太阳能电池的研究进展,同时对聚合物太阳能电...     

呋喃衍生物:一类新兴的有机半导体材料

π-共轭分子广泛用于有机场效应晶体管、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机发光二极管等领域中.在π-共轭分子中引入呋喃环可以显著的改变分子的光学、电化学、电荷传输等性质.π-共轭呋喃衍生物由于具有载流子迁移率高、荧光量子效率高以及溶解性好等特点,引起了国内外广泛的研究兴趣.实验和理论研究都已证明呋喃衍生物是一类优良的半导体材料,可以用于制得高性能的场效应晶体管、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机发光二极管.作者在简单介绍呋喃衍生物特点的基础上,着重介绍了呋喃衍生物应用于制备有机场效应晶体管、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机发光二极管等领域中的研究进展.     

锡钙钛矿太阳能电池的进展与展望

金属卤素钙钛矿是目前最有前景的高效低成本新型太阳能电池材料,但是目前还存在环境友好性和理论效率极限较低的问题。锡钙钛矿环境友好,而且其带隙更窄理论转换效率更高,吸引了广泛的关注。锡钙钛矿太阳能电池(TPSC)近年来发展迅速,是目前效率最高的无铅钙钛矿太阳能电池。本文先介绍了锡钙钛矿的晶体结构、能带结构和光电性质,然后总结了最近在锡钙钛矿领域有代表性的工作和提高光电转化效率的策略,最后讨论了锡钙钛矿发展面临的挑战和未来的发展方向。     

基于金属配合物的下转换材料及其光伏应用研究进展

太阳能光伏作为一种把太阳光转换成电能的绿色可再生能源倍受青睐。通过下转换材料将太阳光谱中的紫外光转换为可见光后被太阳能电池更高效地利用,是提高电池光电转换效率的一条可行性途径,引起了科学界的广泛关注。本文将综述用于太阳能电池的下转换材料研究成果,重点介绍基于发光金属配合物的下转换材料及其光伏应用研究进展;同时展望基于太阳能电池用下转换材料开发的发展机遇,以及亟需解决的问题和途径。     

高机械稳定性的柔性钙钛矿太阳能电池的研究进展

柔性钙钛矿太阳能电池是当前最高效的柔性光伏技术之一,应用前景广阔.但器件的机械稳定性制约了其综合稳定性及安全可靠性.本文综合评述了近年来国内外研究团队围绕提升柔性钙钛矿太阳能电池机械性能的研究进展,从柔性基底优化、新型柔性透明电极开发、晶粒调控、晶界改性、界面工程等不同角度分析总结了柔性钙钛矿太阳能电池机械稳定性的优化方案及进展,对柔性钙钛矿太阳能电池的瓶颈及挑战进行了总结和建议.