平面异质结钙钛矿电池---一种新的伏安曲线拟合方法

文章概述

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

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

Nano-Micro Letters《纳微快报》

Nano-Micro Letters《纳微快报》是严格评审的国际英文学术期刊，快速报道与纳米/微米尺度相关的高水平研究成果和评论文章，尤其关注从纳米到微米的自下而上的工作，旨在推动纳微科技的发展和应用。期刊与Springer合作，以Open Access出版。采用国际一流的Scholarone Manuscripts编审系统。目前，NML期刊已被SCI、EI、SCOPUS、DOAJ、知网、万方等数据库收录。最新影响因子达到了4.849，材料学科和物理学科位于Q1区。2014和2016年连续入选“中国科技期刊国际影响力提升计划”（D类和B类），2016-2018年入选“上海市高水平高校学术期刊支持计划（A）”。2015和2016年均获“中国最具国际影响力学术期刊”，2016年获“2016年全国高校杰出科技期刊奖“和”上海市高校精品科技期刊奖”。

期刊执行严格的同行评议，提供英文润色、图片精修、封面图片设计等服务。出版周期1-8周，高水平论文可加快出版。所有文章在期刊网站、Facebook、Twitter、微信、微博、科学网博客等同步推出。欢迎关注和投稿。

联系方式：

Editorial Office of Nano-Micro Letters

Tel: 86-21-34207624

E-mail: editorial_office@nmletters.org

APP: nano-micro letters

Web: springer.com/40820 & nmletters.org

http://nmletters.org

Facebook: facebook.com/nanomicroletters

Twitter: twitter.com/nmletters

WeChat: nanomicroletters