钙钛矿太阳能电池中光电流-电压和光电转化效率等检测方案(太阳光模拟器)

Sources Optics Co.， Ltd. [应用速递]Sol-UV 日光模拟器用于钙钛矿太阳能电池 背景：有机-无机杂化组成的钙钛矿太阳能电池，从2009年至今，作为一种新兴的光电半导体材料，具有良好的光电转化特性和低廉的成本，这引起了研究人员的广泛关注。不同于传统的硅材料，有机-无机杂化钙钛矿通常被认为是一种较软的离子晶体，其光电转化效率从3.8%提升到了 24%。随着人们深入研究，发现钙钛矿多晶薄膜中容易形成多种多样的点缺陷(如空位、间隙离子、反位取代等)，它们往往作为非辐射复合中心，影响钙钛矿太阳能电池的量子效率，降低太阳能器件的光伏性能能。 近年来，人们一直在努力探索这些形成这些缺陷的原因。实验发现，缺陷的形成与溶液状态和加工条件息息相关，通过添加合适的添加剂，改变溶液状态，控制薄膜加工条件，可以降低钙钛矿多晶薄膜中缺陷密度，从而提高相应的器件的光电转化效率[1。 实验产品： 选用 Newport Sol-UV 日光模拟器太阳光模拟器、PVIV-10AI-V测试站、IQE-200B 量子效率测试系统等，来测试制备的钙钛矿电池的光电流-电压和光电转化效率等。 下表中涂粉色部分是用到的太阳光模拟器产品主要参数： Sol-UV 日光模拟器参数 型号 SOL-UV-2 SOL-UV-4 SOL-UV-6 图片 灯类型 氙灯 氙灯 氙灯 灯功率(W) 1000 10000 1600 时间不稳定性 <2% over 24 hrs <2% over 24 hrs <2% over 24 hrs 均匀性 <5% <5% <5% 光束发散角(半角) <±4° <±4° <±3° 线性调整率 0.01% 0.01% 0.01% 光束尺寸( in.) 2×2 4×4 6×6 工作距离(in.) 4.0±0.5 4.0±0.5 6.0±0.5 输出功率 8 Solar Constants 6 Solar Constants 4 Solar Constants 光谱匹配等级 FDA CFR Part FDA CFR Part FDA CFR Part 201.327，ISO 201.327，ISO24444：2010(e)， Intl 24444：2010(e)，， Intl SPFTest Method Www.sourcescn.com (CTFASA/COLIPA/J (CTFASA/COLIPA/JCI TFA： May 2006 CIA/CTFA： May 2006 A/CTFA： May 2006 光束均匀性 <5% <5% <5% SOL-UV 模拟器均采用了正在申请专的的设计，提供符合标准的紫外光，在整个采样区域内光谱照度的非均匀性<5%。使用独特的集成衰减器件，最大可用日光输出常数量在10-100%之间变化。 其他实验产品的详细信息可以联系我们咨询噢~ 部分实验结果： 面对钙钛矿多晶薄膜中容易形成多种多样的点缺陷，周欢萍课题组B]等人通过引入碱性物种，大幅度提升了相应的钙钛矿光伏器件的开路电压和光电转化效率。 Light intensity (mW cm") 图1 (a) PVSK 和 PVSK-FA 器件的电流-电压曲线。(b)左图： PVSK 和 PVSK-FA 薄膜的吸收和 PL 光谱； 右图： PVSK 和 PVSK-FA 器件开路电压统计直方图。(c) PVSK-FA 器件的正反扫。(d) PVSK-FA 器件的稳态电流密度和效率。PVSK 和 PVSK-FA器件的(e)瞬态光电压衰减曲线和(f) 变光强开路电压曲线。 结果： 通过添加合适的碱液，可大幅降低其薄膜中深层缺陷的密度。经美国 Newport 认证的20.87%效率的混卤钙钛矿太阳能电池，同时，开路电压损失也降低至413mV，为平面钙钛矿太阳能电池中认证值电压损失最小的器件之一。 [1]Yang， W. S. et al. Iodide management in formamidinium-lead-halide-based perovskite layersfor efficient solar cells. Science 356， 1376-1379(2017). ( [2]Meggiolaro， D . e t a l . Io dine c h emistry determines the defect tolerance of lead hali d eperovskites. Energy Environ. Sci. 11，702-713 ( 2018). ) ( [3]Huanping Zhou. et al. Impacts of alkaline on t h e defects property and crystallization kinetics in perovskite solar cells. Nat Commun 10， 1112(2019). ) urces 森泉光电 背景：有机-无机杂化组成的钙钛矿太阳能电池，从2009年至今，作为一种新兴的光电半导体材料，具有良好的光电转化特性和低廉的成本，这引起了研究人员的广泛关注。不同于传统的硅材料，有机-无机杂化钙钛矿通常被认为是一种较软的离子晶体，其光电转化效率从3.8%提升到了24%。随着人们深入研究，发现钙钛矿多晶薄膜中容易形成多种多样的点缺陷（如空位、间隙离子、反位取代等），它们往往作为非辐射复合中心，影响钙钛矿太阳能电池的量子效率，降低太阳能器件的光伏性能[1]。 近年来，人们一直在努力探索这些形成这些缺陷的原因。实验发现，缺陷的形成与溶液状态和加工条件息息相关，通过添加合适的添加剂，改变溶液状态，控制薄膜加工条件，可以降低钙钛矿多晶薄膜中缺陷密度，从而提高相应的器件的光电转化效率[2]。 实验产品：选用Newport Sol-UV 日光模拟器太阳光模拟器、PVIV-10A I-V 测试站、IQE-200B量子效率测试系统等，来测试制备的钙钛矿电池的光电流-电压和光电转化效率等。 下表中涂粉色部分是用到的太阳光模拟器产品主要参数:Sol-UV 日光模拟器参数型号SOL-UV-2SOL-UV-4SOL-UV-6灯类型氙灯氙灯氙灯灯功率(W)100010001600时间不稳定性< 2% over 24 hrs< 2% over 24 hrs< 2% over 24 hrs均匀性<5% <5% <5%光束发散角(半角)<±4 °<±4 °<±3 °线性调整率0.01%0.01%0.01%光束尺寸( in.)2×2 4×4 6×6 工作距离( in.)4.0±0.54.0±0.56.0±0.5输出功率8 Solar Constants6 Solar Constants4 Solar Constants光谱匹配等级FDA CFR Part 201.327,ISO 24444:2010(e), Intl SPF Test Method(CTFASA/COLIPA/JCIA/CTFA: May 2006FDA CFR Part 201.327,ISO 24444:2010(e), Intl SPF Test Method(CTFASA/COLIPA/JCIA/CTFA: May 2006FDA CFR Part 201.327,ISO 24444:2010(e), Intl SPF Test Method(CTFASA/COLIPA/JCIA/CTFA: May 2006光束均匀性≤5%≤5%≤5%SOL-UV 模拟器均采用了正在申请专利的设计，提供符合标准的紫外光，在整个采样区域内光谱照度的非均匀性 <5％。使用独特的集成衰减器件，zui大可用日光输出常数量在 10 - 100% 之间变化。其他实验产品的详细信息可以联系我们咨询噢~ 部分实验结果：面对钙钛矿多晶薄膜中容易形成多种多样的点缺陷，周欢萍课题组[3]等人通过引入碱性物种，大幅度提升了相应的钙钛矿光伏器件的开路电压和光电转化效率。 图1  (a) PVSK和PVSK-FA器件的电流-电压曲线。(b) 左图：PVSK和PVSK-FA薄膜的吸收和PL光谱；右图：PVSK和PVSK-FA器件开路电压统计直方图。(c) PVSK-FA器件的正反扫。(d) PVSK-FA器件的稳态电流密度和效率。PVSK和PVSK-FA器件的 (e) 瞬态光电压衰减曲线和 (f) 变光强开路电压曲线。 结果：通过添加合适的碱液，可大幅降低其薄膜中深层缺陷的密度。经美国Newport认证的20.87%效率的混卤钙钛矿太阳能电池，同时，开路电压损失也降低至413 mV，为平面钙钛矿太阳能电池中认证值电压损失最小的器件之一。 [1]Yang, W. S. et al. Iodide management in formamidinium-lead-halide-based perovskite layers for efficient solar cells. Science 356, 1376–1379 (2017).[2]Meggiolaro, D. et al. Iodine chemistry determines the defect tolerance of lead halide perovskites. Energy Environ. Sci. 11, 702–713 (2018). [3]Huanping Zhou. et al. Impacts of alkaline on the defects property and crystallization kinetics in perovskite solar cells. Nat Commun 10, 1112 (2019).