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电压依赖性光致发光及其与钙钛矿太阳能电池填充因子和开路电压的关联

DOI：10.1021/acsenergylett.9b02262 期刊：ACS Energy Letters 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 优化太阳能电池的光致发光（PL）产率长期以来被视为实现最大功率转换效率的关键原则。虽然光致发光测量通常应用于开路电压（VOC）条件下的钙钛矿薄膜和太阳能电池，但发射如何随外加电压变化仍不明确。本研究对具有不同空穴传输层厚度和掺杂浓度（导致填充因子FF显著不同）的钙钛矿电池进行了PL(V)测量。结果表明，在发电区间内PL(V)与电流-电压（JV）特性曲线高度吻合，这揭示了辐射复合与非辐射复合损耗之间有趣的关联性。特别值得注意的是，高FF器件在从开路电压到最大功率点区间呈现PL(V)的快速猝灭。我们得出结论：虽然必须在VOC处实现PL最大化，但在低于VOC的偏压条件下，PL必须快速猝灭——因为电荷需要在复合前被提取。
作者： Martin Stolterfoht，Vincent M. Le Corre，Markus Feuerstein，Pietro Caprioglio，L. Jan Anton Koster，Dieter Neher
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研究概述 实验方案

研究目的

研究钙钛矿太阳能电池中光致发光的电压依赖性及其与填充因子和开路电压的相关性。

研究成果

该研究得出结论：在开路电压（VOC）下优化光致发光（PL）产率对提升钙钛矿太阳能电池的功率转换效率至关重要。然而在发电状态下，必须快速淬灭PL以最小化复合损耗并增强电荷提取。研究提出了一种基于从开路电压到最大功率点PL淬灭情况的品质因数，用于预测太阳能电池的填充因子（FF）。

研究不足

该研究仅限于具有特定空穴传输层配置的钙钛矿太阳能电池。研究结果对其他类型太阳能电池或不同钙钛矿组分的普适性尚未探讨。

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