• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Elektriska transienter kvantifierar laddningsförluster i solceller

    Fig.1 Noggrann mätning av CDC. Kredit:Institutet för fysik

    Solceller är fotovoltaiska enheter som omvandlar ljus till elektricitet. Under den fotoelektriska omvandlingsprocessen, en fotovoltaisk enhet genomgår internt flera laddningsbärardynamikprocesser. Dessa interna laddningsbärarprocesser dominerar i sig själva prestandan hos en solcellsanordning.

    Så, här kommer frågorna. Hur kan vi noggrant mäta dessa laddningsbärardynamikparametrar? Hur kan vi exakt förstå den fysiska mekanismen för dessa dynamiska processer? Det är ett viktigt forskningsämne inom fotoelektrik och elektrooptik. Det är också ett viktigt tillvägagångssätt för att utvärdera materialprestanda och styra enhetsstrukturoptimering för att förbättra prestanda hos solcellsenheter.

    Prof. Meng Qingbos grupp från Institute of Physics, Kinesiska vetenskapsakademin har ägnat sig åt utvecklingen av kvantitativa mät- och analysmetoder för fysikaliska egenskaper som laddningsdynamik och defekta tillstånd hos solceller samtidigt som de utforskar nya högpresterande tunnfilmssolceller, och har uppnått en rad forskningsresultat.

    Till exempel, ett modulerat transient fotoelektriskt mätsystem har framgångsrikt utvecklats, som har realiserat mätningen av solcellers laddningsdynamik under faktiska driftsförhållanden. Mätningen av jondynamik för perovskitsolceller har också uppnåtts. Kvantitativ analys av solcellers gränssnitt och bulkdefektfördelning har studerats och ursprunget till den elektriska stabiliteten för perovskitsolceller har också klarlagts.

    Fig.2 Simulering av laddningstransporten i perovskitabsorbatorn och bildspänningsprocessen. Kredit:Institutet för fysik

    Nyligen, Mengs grupp fokuserade på den differentiella kapacitansen hos fotovoltaiska enheter för att diskutera giltigheten av konventionella bakre ramverk baserat på elektrisk transientteknologi.

    De påpekade att konventionell svanstillståndsmodell har vissa orimliga antaganden om överensstämmelsen i mättillståndet för enheterna och fysikprocessen för etablering av transient fotospänning.

    Vidare, de bevisade att detta konventionella tail state ramverk baserat på elektriska transientteknologier inte är universellt och rationellt inom områdena mätning och forskning för solceller.

    Efter att ha simulerat bärardynamik och laddningsförlustmekanism bakom elektriska transienter genom teoretisk beräkning, de föreslog en ny analysmetod för att kvantitativt extrahera laddningsdynamiska egenskaper och laddningsförlustmekanismer för fotovoltaiska enheter (såsom laddningsextraktion och kvanteffektivitet för insamling och tätheten av defekter i absorbatorn) från de elektriska transientteknologierna. Denna metod är universell för att studera konventionellt kisel, framväxande kesterit- och perovskit-solceller häri och kan utvidgas till andra liknande solcellssystem.

    Fig.3 Studie av elektriska transienter av perovskitsolceller, såsom laddningsextraktion och kvanteffektivitet (B) och tätheten av defekter i absorbatorn (C). Kredit:Institutet för fysik

    Detta arbete ger en lockande väg för en omfattande undersökning av dynamiska fysikprocesser och laddningsförlustmekanismer för solceller och har potentiella tillämpningar för andra fotoelektriska enheter.

    Denna studie med titeln "Exploiting Electrical Transients to Quantify Charge Loss in Solar Cells" publicerades i Joule .


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com