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能源材料光电转化效率优化路径研究

目录

一、内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.3研究内容及目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.4研究方法与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

二、能源材料与光电转化基本理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.1能源材料分类与特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.2光电转化物理机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.3影响光电转化效率的关键因素．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.4提高光电转化效率的主要策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

三、能源材料的结构设计与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

3.1材料宏观结构调控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.2材料微观结构构筑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.3能级结构与缺陷调控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.4表面与界面工程设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

四、光吸收性能的提升方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

4.1宽光谱响应技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

4.2光吸收增强机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

4.3能量转移与多层次吸收．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

4.4光场调控与增强．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

五、载流子产生与传输过程的优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

5.1高效载流子产生途径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

5.2载流子分离效率提升．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

5.3载流子传输通道构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

5.4载流子复合抑制技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

六、掺杂与修饰对光电转化性能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

6.1掺杂元素的筛选与引入．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63

6.2掺杂浓度与分布控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

6.3功能分子修饰与耦合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67

6.4表面活性位点调控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69

七、能源材料的制备工艺与调控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70

7.1化学合成方法及改进．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70

7.2物理制备技术与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74

7.3复合材料构建与应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77

7.4制备工艺与性能关联性研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79

八、实验表征与性能测试技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

九、典型能源材料光电转化效率优化实例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．82

9.1半导体太阳能电池优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．88

9.2光伏器件效率提升案例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．