【实验交流】影响迟滞的参数

文摘   2025-01-18 20:43   浙江  
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在有机 - 无机卤化物钙钛矿太阳能电池中,迟滞现象是一个重要的研究课题。它会影响电池性能的准确评估和稳定性,进而关系到电池的实际应用效果。以下是对影响迟滞参数的详细介绍:

器件结构和工艺参数
钙钛矿薄膜厚度
较厚的钙钛矿薄膜可能会增加离子迁移的路径长度和难度,从而影响迟滞现象。但如果薄膜厚度不均匀,可能会导致局部电场分布不均匀,进而加剧迟滞。
晶粒尺寸
大晶粒尺寸的钙钛矿薄膜通常具有较少的晶界,离子迁移的阻碍相对较小,迟滞现象可能会减弱。而小晶粒尺寸的薄膜由于晶界较多,离子容易在晶界处积累和迁移,容易产生更明显的迟滞。
介孔结构
介孔结构的存在会影响离子的传输和积累。例如,介孔层的厚度、孔径大小和孔隙率等都会改变离子在其中的扩散速率和路径,进而影响迟滞效应。较厚的介孔层可能会增加离子迁移的阻力,但也可能提供更多的离子积累位点。
接触材料
不同的电子传输层和空穴传输层材料对电荷的提取和传输能力不同,会影响电荷在界面处的积累和复合情况,从而对迟滞产生影响。如某些材料可能会与钙钛矿形成良好的能级匹配,促进电荷的快速提取,减少离子迁移和电荷积累导致的迟滞;而一些不合适的接触材料可能会阻碍电荷传输,增加迟滞现象。
制备方法
溶液法制备过程中的溶剂选择、退火温度和时间等工艺参数会影响钙钛矿薄膜的结晶质量和缺陷密度。合适的制备方法可以减少缺陷,降低离子迁移的可能性,从而减轻迟滞。例如,采用热退火可以改善薄膜的结晶度,但过高的温度或过长的时间可能会导致钙钛矿分解或产生其他缺陷,反而加重迟滞。
测试和预测试条件
压扫描速率
较慢的扫描速率会给离子足够的时间在电场作用下迁移和重新分布,使得电池内部的电场和电荷分布能够更接近稳态,从而迟滞现象相对较小;而快速扫描时,离子来不及充分响应,会导致电荷积累和电场分布不均匀,迟滞效应更明显。
扫描方向
从正向偏压到反向偏压或反之的扫描过程中,离子的迁移方向和积累情况会有所不同,这会导致不同的迟滞行为。例如,在正向扫描时离子可能向某个电极迁移并积累,而反向扫描时离子的迁移方向改变,可能会引起不同程度的电荷释放和再分布,影响迟滞效果。
光照强度和时间
较高的光照强度会增加光生载流子的浓度,可能会改变钙钛矿内部的电场和离子迁移行为。长时间的光照可能会导致钙钛矿材料的降解或产生更多的缺陷,进而影响迟滞。例如,光照可能会使钙钛矿晶格发生变化,影响离子的迁移能垒和扩散速率,从而改变迟滞现象。
预偏压处理
在测试前对电池施加预偏压可以改变电池内部的初始电荷分布和电场状态。适当的预偏压可能会使离子预先迁移到一定位置,减少在正式测试过程中的离子迁移量,从而减轻迟滞;但不合适的预偏压可能会导致离子过度积累或形成不良的电场分布,加重迟滞效应。
参考来源:有机无机卤化物钙钛矿太阳能电池  从基本原理到器件 本微信公众号“钙钛矿学习与交流”所发表内容根据公开资料整理,如转载时会注明来源,版权归原出处所有(无法查证版权的或未注明出处的均来源于网络搜集)。转载内容(视频、文章、广告等)只以信息传播为目的,仅供参考,不代表本公众号认同其观点和立场。内容的真实性、准确性和合法性由原作者负责。如涉及侵权,请联系删除,此转载不作为商业用途。


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