平面异质结钙钛矿电池---一种新的伏安曲线拟合方法

 

论文概述

钙钛矿电池近年来发展迅速，能量转化效率已经突破22.1%。对钙钛矿电池J–V曲线的拟合是分析其载流子传输机制的有效途径之一。通常J-V的拟合需要考虑串联电阻（RS）、理想因子（m）和反向饱和电流（J0）三个因素，常用的单P-N结模型拟合得到的m值常大于2，与理论预测值偏差较大，因此，单P-N结模型不适用于平面异质结钙钛矿电池。

华中科技大学王鸣魁教授等人提出一种新的“串联双异质结等效电路”模型，用于拟合P-I-N型平面结构钙钛矿太阳能电池的伏安特性。这种新模型拟合所得的m值范围为1-2，m值越小表明P-N结和界面的质量越高。进一步地，将这种双异质结等效电路模型应用于黑暗条件下的J-V曲线拟合，发现可适用于合并电流、扩散电流、载流子合并及输运特性等参数的分析。这种新模型为研究钙钛矿电池界面性能提供了简便有效的方法，同时为提高器件效率和进一步理解工作机理提供了新思路。

文章引用信息

Peizhe Liao . Xiaojuan Zhao . Guolong Li . Yan Shen . Mingkui Wang，A New Method for Fitting Current–Voltage Curves of Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells. Nano-Micro Lett.(2018)10:5.

https://doi.org/10.1007/s40820-017-0159-z

关键字

暗电流，器件模拟，异质结性能，钙钛矿，太阳能电池

此工作发表于Nano-Micro Letters期刊2018年第10卷第1期，详情请阅读全文，可免费下载。本文同步在期刊微信、微博、科学网博客、Facebook、Twitter等平台推出。以往推文请关注中文推广网站（http://nmsci.cn）。

作者介绍

王鸣魁

华中科技大学，教授/博士生导师，教育部“新世纪优秀人才”，湖北省“楚天学者”特聘教授。研究领域：太阳能电池，电化学能源，界面电荷传递，太阳能光解水等。主持国家自然科学基金、湖北省自然科学基金重点项目、湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划等项目，参与973计划一项。发表包括Nature Chemistry等学术论文140余篇。授权（发明）专利13项。论文引用10000余次，H指数41。2015年入选最具世界影响力的中国学者榜单(Elsevier，能源领域)。

 长按二维码阅读全文

图文导读

图 1  a) PSCs的单个PN结模型，b) 通过改变JL, JD, Rs , Rsh, J, V来提高平面钙钛矿太阳能电池的新的双PN结，c) TiO2/CH3NH3PbI3-xClx/Sprio-OMeTAD/Au钙钛矿异质结太阳能电池的装置结构

图 2  不同PN结光伏器件的能带图。a) 一个PN结太阳能电池，b) 一个具有均匀内建电场的P–I–N型太阳能电池，c) 一个非均匀内建电场的CH3NH3PbI3-xClx钙钛矿电池

图 3  a) 通过混合不同浓度氯离子制备钙钛矿型薄膜，利用 TiO2/CH3NH3PbI3-xClx/Spiro-OMeTAD/Au的结构来测平面钙钛矿太阳电池的电流-电压曲线, b) dV/dJ 与(1+Rsh dV/dJ)/(Jsc−J−V/Rsh) 的线性拟合曲线（实线）, c) ln(Jsc - J - V/Rsh)与V+JRs的线性拟合曲线（实线）

图 4  通过使用Eq对平面PSCs 的暗电流曲线拟合。a) 该器件结构如图1C所示，通过与不同浓度的氯离子混合制备的钙钛矿薄膜, b) 该装置结构是PEDOT：PSS/CH3NH3PbI3-xClx/PCBM/hole-blocking layer/Al，原始数据来源于Ref

---

欢迎关注和投稿：

Nano-Micro Letters 在Springer开放获取（open-access）出版，主要报道纳米/微米尺度相关的最新高水平科研成果与评论文章及快讯。已被SCI, SCOPUS, DOAJ, 知网、万方等收录。欢迎关注和投稿。

联系我们

E-mail: [e-mail] 

Web: http://springer.com/40820

          http://nmletters.org

APP: nano micro letters

Facebook: https://facebook.com/nanomicroletters/

Twitter: https://twitter.com/nmletters

WeChat: nanomicroletters

QQ:100737456