从染料敏化到钙钛矿太阳能电池：缺失的环节
应用物理
2019-08-19 v3
摘要
钙钛矿太阳能电池的基本工作机理仍然是一个难以捉摸的研究课题。阻抗谱 (IS) 应用于钙钛矿器件会产生不常见的特征和具有误导性的输出，这主要是由于缺乏用于解释结果的既定模型。在这项工作中，我们通过控制钙钛矿前驱体浓度，制备了一系列具有不同钙钛矿吸光材料含量的钙钛矿太阳能电池。低浓度器件呈现出众所周知的染料敏化太阳能电池 (DSSCs) 阻抗图谱。随着钙钛矿含量的增加，薄膜钙钛矿太阳能电池 (PSCs) 的特征阻抗图谱开始出现。这种转变的特征在于工作原理的改变，这由主导电容的演变决定：从具有孤立钙钛矿域的器件中 TiO2 的中频化学电容，转变为将图谱分为两部分的低频大电容信号，但这对最终器件性能没有直接影响。这项研究允许我们在阻抗行为方面通过 DSSCs 将 PSCs 与其他太阳能电池器件在实验上联系起来。我们观察到，除了串联电阻外，不可能为阻抗图谱中确定的各个电阻赋予单一的物理起源。相反，电阻元件包含了来自不同物理过程的贡献，观察到了传输-复合耦合。基于此分析，我们提供了一个等效电路模型，以根据直接影响最终性能的过程（即考虑与传输相关和与复合相关的损耗）来评估 PSCs 的阻抗图谱，这是进一步发展钙钛矿光伏技术的关键工具。
引用
@article{arxiv.1905.11855,
title = {From Dye Sensitized to Perovskite Solar Cells, The Missing Link},
author = {So-Min Yoo and Seog Joon Yoon and Juan A. Anta and Hyo Joong Lee and Pablo P. Boix and Iván Mora-Seró},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.11855},
year = {2019}
}