permafrost_cci模型利用了其他数据集,例如积雪和土地覆盖,以估计地表和地下之间的热传递。然而,由于空间上可变的地下条件,仍然存在一些挑战,尤其是与活性层中未知数的水/冰有关,该水/冰改变了有效的热容量和地面的导热率。在复杂的地形中具有较大的空间异质性,粗糙和部分不足的土地覆盖分类,目前的结果显示出与原位测量值的差异,这突出了将新数据源作为模型输入所吸收的必要条件。尽管地面地层没有直接从空间观察到,但它会影响地面的动力学。由于冰的形成并在活性层中融化,季节性解冻和重新冻结会诱导循环沉降和地面的膨胀,因此可以用作地面条件的间接指标。
图6。(a)由DY3+离子和无bragg镜子的单个DY3+掺杂的活性层(参考)激活的微腔的光致发光光谱。插图:激发激光的光谱。(b)与没有bragg镜的参考样品相比,微腔的发光强度的入射角依赖性。
电致变色 (Electrochromic, EC) 是材料的光学属 性 ( 透过率、反射率或吸收率 ) 在外加电场作用下发 生稳定、可逆颜色变化的现象 [1] 。 1961 年 , 美国芝 加哥大学 Platt [2] 提出了 “ 电致变色 ” 的概念。到 1969 年 , 美国科学家 Deb [3] 首次报道了非晶态三氧化钨 (Tungsten Trioxide, WO 3 ) 的电致变色效应。随后 , 人 们开始对电致变色材料进行了广泛而深入的研究。 20 世纪 80 年代 , “ 智能窗 ” 概念提出后 [4] , 由于节能环 保、智能可控等优点 , 形成一波新的电致变色技术研究 热点 [5-10] 。随着研究的深入 , 特别是纳米技术的快速 发展 , 器件性能得到了大幅的提升 ( 图 1(a)) [11-13] , 电 致变色器件 (Electrochromic Device, ECD) 也逐渐实现 了产业化应用。 根据材料种类不同 , 电致变色材料可大致分为 有机电致变色材料和无机电致变色材料。相较而言 , 有机电致变色材料具有变色速度快、柔性好、可加 工性强和颜色变化丰富等优点 , 主要包括导电高分 子、紫罗精类小分子和金属有机螯合物等 [14] 。无机 电致变色材料具有光学对比度高、光学记忆性好和 环境稳定性高等优点 , 主要包括过渡金属氧化物以 及普鲁士蓝等 [15] 。目前 , 电致变色器件的结构主要 为类三明治结构 , 由两个透明导电层中间夹一层电 致变色活性层构成。根据电致变色材料种类不同 , 电致变色活性层可分为整体结构和分层结构。整体 结构是电致变色材料与电解质相互混合为一层 , 这 类结构主要针对紫罗精等小分子有机物。这类器件 在外加电场作用下 , 有机小分子扩散到电极表面或 以电解质中氧化还原剂为媒介发生氧化还原反应而 实现颜色变化 [16] 。分层结构是电致变色材料、电解 质和对电极 ( 或叫离子储存层 ) 依靠界面接触分层 ,
光伏应用中的光学操控方法主要可分为光谱控制和光学设计。通过控制各种共轭分子或钙钛矿的带隙,可以制造出色彩鲜艳或高度透明的装置,用于建筑一体化光伏应用。[2,8,9] 使用薄金属电极(< 20 纳米)和主要收集紫外线 (UV) 和近红外 (NIR) 光的活性层,可以得到高性能半透明光伏 (ST-PV)。[10 – 17] 新结构与低带隙活性层材料的集成,可以提供高性能可见光透明 OPV。[18 – 24] 例如,Yang 等人使用薄 Au/Ag 电极和透明空穴传输框架策略,展示了一种 ST-OPV,其 PCE 为 12%,平均可见光透射率 (AVT) 为 20%。 [25] 多种光捕获方法,包括加入抗反射层 [26,27]、微腔 (MC) 结构 [28]、分布式布拉格反射器 (DBR) 和光子晶体 (PC) [29,30] 以及纳米结构 [31,32],进一步优化了此类设备的光收集和光学响应。Shen 及其同事回顾了 MC 在 OPV 中的应用,[28]
溶液处理的有机太阳能电池 (OSC) 为实现轻质、经济高效、灵活和光学可调的光伏电池提供了一种有希望的途径。1,2 OSC 在室内和室外条件下都表现出了优异的性能,其能量转换效率 (PCE) 分别超过了 31% 3 和 19% 4。高性能 OSC 采用体异质结 (BHJ) 概念 5,即电子给体和电子接受域相互渗透的纳米级网络,以促进激子解离。BHJ 的形态细节,包括域大小、纯度、结晶度等,2,6 强烈影响电荷光生成、电荷传输和 PCE。分子取向被认为是影响光吸收、激子解离、电荷传输和能级排列的关键参数。7 对于 π 堆叠分子,面朝上的取向,即分子平面与基底平行,能够在分子堆叠内实现有效的垂直电荷传输。 8,9 另一方面,边缘取向,即分子平面相对于基底直立,在薄膜中产生有效的横向通路。10 因此,促进 OSC 中非平面电荷传输的努力强调了正面分子堆叠是 BHJ 活性层中理想的结构特征,8,11 而边缘堆叠通常被视为非预期且有害的。根据这种想法,许多研究已经注意到 BHJ 活性层中正面分子堆叠引起的电荷载流子迁移率和 PCE 增益。12–14
我们研究聚[n-9'heptadecanyl-2,7-甲基巴唑-Alt-5,5-5-(4',7'di-2- thienyl-2',1',1',3',3'-苯并硫醇)](PCDTBT)(PCDTBT):[6,6,6] -propinyl-procnyl-procnyyl-procnyyyyyyyyyanyyyyy(ppot), LMS在紫外线照射下及其光氧化,热和电性能。我们将它们的稳定性和性能与通过集成石墨烯纳米片(GNP)获得的复合材料进行比较。与原始聚合物相比,在PCDTBT:PCBM:GNPS中观察到光吸收和光致发光的增加。这表明通过基于CH-π和ππ相互作用的界面键合,从共轭聚合物到GNP的空状态的电子转移,从而降低了活性层的光降解。这是由于光氧化的显着下降而表现出来的,然后改善了热稳定性和抑制PCBM分子的相位分离和聚集。PCDTBT的原子力显微镜成像:PCBM:GNPS纳米复合材料表明,石墨烯含量增强了聚合物结构的顺序。最后,我们讨论了GNP含量对光活性层的电导率和电子迁移率的影响。我们的发现提供了对混合有机散装 - 杂结太阳能电池的PV特性和照片物理学的显着见解,为增强其耐用性和长期性能铺平了道路。©2020作者。由IOP Publishing Limited代表电化学学会出版。[doi:10.1149/1945-7111/abb6ce]这是根据Creative Commons Attribution 4.0许可(CC by,http://creativecommons.org/licenses/ by/4.0/)分发的开放式访问文章,如果原始工作适当地引用了原始作品,则可以在任何媒介中不受限制地重复使用工作。
摘要:已证明通过引入金属纳米颗粒引起的光捕获可改善有机太阳能电池中的照片吸收(OSC)。等离子间和有机光伏领域的研究人员共同促进阳光吸收和光子 - 电子相互作用,以提高设备性能。在这一贡献中,使用indacenodithieno [3,2- b]噻吩-Alt -2,2'-bithiazole(Pidtt-BTZ)作为宽频段间隙供体共聚物和(6,6)-phenyl-c 71-buty-buty-buty Accy Aut aster(PC 71 BM)(PC 71 BM)来制造倒置的OSC。通过降水法合成的银纳米棒(Ag-NR)嵌入在太阳能电池的活性层中。在活动层中用1 wt%Ag-NR制造的设备在暴露于100 mW/cm 2模拟的太阳照明时,功率转换效率(PCE)提高了26%。使用形态,电和光学表征方法系统地分析了Ag-NR在OSC的性能改善中的作用。由于以纵向模式和横向模式激活的局部表面等离子体共振(LSPR),捕获和激子的产生得到了改善。掺入0.5和1 wt%Ag-NR的光活性层(PIDTT-BTZ:PC 71 BM)显示吸收率增加,而在400至580 nm的波长范围内似乎降低了1.5 wt%AG-NR的吸收。ag-nrs在激子光学和解离中起着有利的作用。■简介在优化的设备中,短路电流密度(J SC)从11.92增加到14.25 mA/cm 2,导致PCE从3.94增加到4.93%,这归因于使用AG-NRS通过LSPR提高的光吸收光捕获。
聚合物太阳能电池(PSC)因其机械柔性、重量轻和大规模卷对卷制造等优势,作为一种有希望的可再生能源技术而备受关注。近年来,PSC 取得了长足的进步,这得益于新型光伏材料的开发和活性层形貌的调节。到目前为止,使用 p 型聚合物作为供体和 n 型小分子作为受体的 PSC 的光电转换效率(PCE)已超过 19%。其中,全 PSC 因其更高的热稳定性和机械柔性而被视为最有希望实现商业应用的候选材料之一。随着人们对聚合物受体材料的设计和合成投入巨大努力,包括苝二酰亚胺 (PDI)、萘二酰亚胺 (NDI)、B ← N- 桥联吡啶聚合物和聚合小分子受体 (PSMA),光伏性能得到了显着提高,PCE 超过 18%。与 PDI、NDI 和 B ← N 型聚合物受体相比,PSMA 因其吸收范围更广、吸收系数更强而受到更多关注。为了进一步提高全 PSC 的 PCE,合成高性能聚合物受体和精细调节活性层形貌至关重要。由于 Y 系列 SMA 在 PSC 中的巨大成功,一种广泛使用的合成聚合物受体的方法是聚合 Y 系列 SMA(图 1)。Wang 等人。 (2020) 报道了一种以 Y5-C20 为结构单元、噻吩为桥联单元的 PYT 窄带隙 PMSA,并详细研究了不同分子量对 PYT 光电性能和活性层形貌的影响。结果表明,中等分子量的 PYT 与 PM6 表现出合适的混溶性,有利于获得更均衡的载流子迁移率、更强的分子间聚集性、更有序的特性、更高的电荷传输能力和更少的能量损失,与低分子量和高分子量的 PYT 相比,其光伏性能提高了 13.44%。此外,当在分子主链上采用三种不同功能单元的无规共聚时,可以通过改变不同部分的摩尔比来轻松调节所得聚合物的能级和吸收光谱等光电性能。基于这一策略,Du 等人(2020) 通过随机共聚 3-乙基酯噻吩 (ET) 与 A-DA ' DA 型 SMA 单元 (TPBT-Br) 和噻吩桥联单元,合成了一系列三元共聚物 PMSAs PTPBT-ET xs。研究发现
摘要:由于效率的快速提高,卤化物钙钛矿材料在光伏区域引起了全世界的关注,从2009年的不到4%到2023年的26.1%,只有纳米杠杆光活性层。同时,这位Nova星在许多其他领域(例如发光,传感器等)都发现了应用。本综述始于物理和化学的基础知识,其卤化物钙钛矿材料的出色性能用于光伏/发光以及准备它们的方法。然后,它描述了太阳能电池和发光设备的基本原理。总结了包括纳米技术在内的策略,以证明这两个领域的卤化物钙钛矿材料的性能和应用:从结构与范围关系到设备中的每个组件如何影响整体性能。此外,这篇评论列出了卤化物钙钛矿材料未来应用的挑战。