Elektriske transienter kvantificerer ladningstab i solceller

Solceller er fotovoltaiske enheder, der konverterer lys til elektricitet. Under den fotoelektriske konverteringsproces, en fotovoltaisk enhed gennemgår internt flere ladningsbærerdynamikprocesser. Disse interne ladningsbærerprocesser dominerer i sagens natur ydelsen af ​​en fotovoltaisk enhed selv.

Så, her kommer spørgsmålene. Hvordan kan vi nøjagtigt måle disse ladningsbærerdynamikparametre? Hvordan kan vi præcist forstå den fysiske mekanisme i disse dynamiske processer? Det er et vigtigt forskningsemne inden for fotoelektronik og elektrooptik. Det er også en væsentlig tilgang til at evaluere materialets ydeevne og guide enhedsstrukturoptimering for at forbedre solcelleanordningernes ydeevne.

Prof.Meng Qingbos gruppe fra Institut for Fysik, Det kinesiske videnskabsakademi har dedikeret til udviklingen af ​​kvantitative måle- og analysemetoder for fysiske egenskaber, såsom ladningsdynamik og defekttilstande i solceller, mens de har udforsket nye højtydende tyndfilmede solceller, og har opnået en række forskningsresultater.

For eksempel, et moduleret forbigående fotoelektrisk målesystem er blevet udviklet med succes, som har realiseret måling af solcellers ladningsdynamik under faktiske driftsbetingelser. Måling af ion dynamik for perovskite solceller er også opnået. Kvantitativ analyse af grænsefladen og bulkdefektfordelingen af ​​solceller er blevet undersøgt, og oprindelsen til den elektriske stabilitet af perovskitsolceller er også blevet belyst.

For nylig, Mengs gruppe fokuserede på differential kapacitans for fotovoltaiske enheder for at diskutere gyldigheden af ​​konventionelle halestatrammer baseret på elektriske forbigående teknologier.

De påpegede, at den konventionelle hale -tilstandsmodel har visse urimelige antagelser om konsistensen af ​​enhedernes målingstilstand og fysikprocessen for etablering af forbigående fotovoltage.

Desuden, de beviste, at denne konventionelle hale -tilstandsramme baseret på de elektriske forbigående teknologier ikke er universel og rationel inden for måling og forskning for solceller.

Efter at have simuleret bærerdynamik og ladetabsmekanisme bag elektriske transienter gennem teoretisk beregning, de foreslog en ny analysemetode til kvantitativt at udtrække ladningsdynamiske egenskaber og ladningstabsmekanisme for fotovoltaiske enheder (såsom ladningsextraktion og opsamlingskvantumeffektivitet og tætheden af ​​defekter i absorberen) fra de elektriske forbigående teknologier. Denne metode er universel til at studere konventionel silicium, nye kesterit- og perovskit -solceller heri og er i stand til at strække sig til andre lignende solcelleanlægssystemer.

Dette arbejde giver en tiltrækkende rute til en omfattende undersøgelse af dynamiske fysikprocesser og ladningstabsmekanisme for solceller og besidder potentielle applikationer til andre fotoelektriske enheder.

Denne undersøgelse med titlen "Udnyttelse af elektriske transienter til at kvantificere ladningstab i solceller" blev offentliggjort i Joule .