解决钙钛矿太阳能电池负电容之谜

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在超越现有薄膜太阳能电池的边缘，钙钛矿太阳能电池似乎体现了一种理想的太阳能电池：高效和低成本——如果没有长期稳定性弱的问题，这仍然是一个挑战。

与此相关的是发生在钙钛矿材料和器件中的特殊现象，在这些材料和器件中，非常缓慢的微观过程可以为它们提供一种“记忆效应”。

例如，测量钙钛矿太阳能电池的效率取决于设备在测量前被照亮的时间或电压是如何施加的。

几年前，这种被称为电流-电压滞回的效应，导致了如何准确确定钙钛矿效率的争论。

这些模糊过程的另一个例子是在昼夜循环过程中回收（部分）以前退化的太阳能电池。

当测量太阳能电池的性能与频率的函数关系时，这种影响是一个值得关注的问题，这是一种典型的测量方法，用于更详细地描述这些设备（阻抗谱）。它们导致低频（赫兹到兆赫）的大信号和mf/cm2的大电容值，包括奇怪的“非物理”负值，这仍然是研究界的难题。

现在，实验室的化学工程师已经解开了这个谜（自然通信，“钙钛矿太阳能电池中表观光增强和负电容的起源”）。他们发现大型钙钛矿电容不是电荷储存意义上的经典电容，而是由于电池响应时间慢而显示为电容。

研究人员通过在时间域和不同电压扫描速率下的测量来证明这一点。他们发现表观电容的起源是通过太阳能电池接触点的电流的缓慢改变，这是由移动离子电荷的缓慢积累所调节的。缓慢增加的电流在阻抗谱中表现为负电容。

这项研究揭示了这些器件中的光伏效应与钙钛矿材料离子导电性之间的相互作用。获得这样的深入了解有助于努力定制、稳定的钙钛矿太阳能电池。

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