【光伏】AEM：界面能量排列和移动离子对p-i-n钙钛矿太阳能电池载流子积累和提取的影响

了解电荷提取和复合之间的动力学竞争，以及移动离子如何影响这一竞争，仍然是钙钛矿太阳能电池（ PSC ）的一个关键挑战。在这里， 斯旺西大学 James R. Durrant 、帝国理工学院 Piers R. F. Barnes 通过将操作性光致发光（ PL ）测量与漂移扩散模拟结果相结合来解决这一问题，该测量允许在 1 太阳等效照明下测量电流 - 电压（ J – V ）扫描期间的实时 PL 光谱。

本文要点：

1)   这种 PL 分析可以在操作期间直接比较 PSC 的内部性能（复合电流和准费米能级分裂（ QFLS ））和外部性能（ J – V ）。通过对四种具有不同电子传输材料（ ETM ）的 PSC 分析，作者量化了 ETM-LUMO 如何诱导界面复合，而较浅的 LUMO 如何阻碍电荷提取。

2)   此外，作者发现在短路条件下，低 ETM 迁移率导致钙钛矿中的电荷积累。然而，仅凭这一点并不能解释在所有器件中观察到的超过 1eV 的高短路 QFLS 。相反，漂移扩散模拟将这种效应归因于存在的流动离子，流动离子在短路时屏蔽内部电场，并导致设备中短路电流密度降低。

参考文献：

Weidong Xu et.al Impact of Interface Energetic Alignment and Mobile Ions on Charge Carrier Accumulation and Extraction in p-i-n Perovskite Solar Cells Adv. Energy Mater. 2023

DOI:  10.1002/aenm.202301102

https://doi.org/10.1002/aenm.202301102

同步辐射丨球差电镜丨FIB-TEM

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