研究目的
研究利用强度调制光致发光技术快速绘制钙钛矿太阳能电池的串联电阻图谱,以识别限制其性能的缺陷与瑕疵。
研究成果
该研究展示了一种基于相机的新发光方法,用于绘制钙钛矿太阳能电池的串联电阻图谱。该方法稳健可靠,可轻松应用于常规分析,能快速识别影响器件性能的空间非均匀缺陷,并可扩展至大面积分析。
研究不足
该技术需要稳态条件才能进行有意义的测量,而达到稳态可能耗时较长。此外,由于信噪比较低,该方法在电压低于0.7V时可能失效;当电压接近开路电压时,由于光致发光强度变化减小,该方法也可能失效。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用强度调制光致发光(IMPL)技术对钙钛矿太阳能电池的串联电阻进行空间分布测绘。该技术通过调制光强来诱导发光强度变化,从而在不同光照条件下快速获取器件特性参数。
2:样品选择与数据来源:
实验使用一批具有正置和倒置结构的钙钛矿太阳能电池。这些电池采用统一制备工艺以确保初始条件的一致性。
3:实验设备与材料清单:
设备包括用于动态电流-电压扫描的Keithley 2400、用于光调制的Keithley 2220,以及配备VR Micro-NIKKOR 105 mm f/2.8G镜头的D610相机用于发光成像。材料包含钙钛矿前驱体溶液及构成电池结构的多层材料。
4:用于光调制的Keithley 2220,以及配备VR Micro-NIKKOR 105 mm f/8G镜头的D610相机用于发光成像。材料包含钙钛矿前驱体溶液及构成电池结构的多层材料。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:实验步骤包括在每个电压点施加光调制进行动态J-V扫描以测量光致发光响应。在调制前监测电流直至稳定,确保稳态条件。
5:数据分析方法:
通过正弦函数拟合光强与光致发光数据来确定串联电阻。将局部平均串联电阻值与从J-V曲线获得的全局电阻值进行对比验证。
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Keithley 2400
2400
Keithley
Used for dynamic IV scans to measure the current and voltage characteristics of the solar cells.
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Keithley 2220
2220
Keithley
Used to power the LED array for light modulation during the experiments.
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D610 Camera
D610
Nikon
Used for capturing photo- and electroluminescence images of the solar cells.
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VR Micro-NIKKOR 105 mm f/2.8G Lens
105 mm f/2.8G
Nikon
Used with the D610 camera for high-resolution imaging of the solar cells.
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Band Pass Filter
775/50 nm
Used to ensure only the luminescence from the perovskite was captured by the camera.
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