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减少卤化铅钙钛矿太阳能电池材料中的缺陷态
摘要： 为了达到基于铅的金属卤化物钙钛矿太阳能电池的理论效率极限，必须提升电压，因为其受非辐射复合影响较大。钙钛矿材料中存在本征缺陷，这些缺陷可作为肖克利-里德-霍尔复合中心。多项实验与计算研究已对带隙内的此类缺陷态进行了表征。我们通过区分不同降缺陷机制，系统概述了组分工程策略。掺杂效应可分为对以下两方面的影响：(1) 结晶过程；(2) 晶格特性。掺杂离子的引入通过以下途径影响晶格特性：(a) 晶格应变弛豫；(b) 化学键增强；(c) 带隙调控。研究表明未掺杂钙钛矿的本征晶格应变会诱发空位形成，而Cl、F和Cd等较小离子的掺入会提高空位形成能。Zn掺杂被报道既能引发应变弛豫，又可增强化学键作用。结合采用密度泛函理论(DFT)计算定量定性分析不同掺杂剂降缺陷倾向的计算研究与实验研究，对于深入理解（如碘空位动力学与碘间隙原子光化学等机理）并最终建立更合理的最优光伏材料筛选方法至关重要。
关键词： 半导体、太阳能、光伏技术、掺杂、薄膜材料、电压损耗、稳定化、优化、电荷产生、光捕获
更新于2025-09-23 15:21:01
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关于大面积硅太阳能电池标准等效电路有效性的基本问题
摘要： 太阳能电池的标准等效电路相当于通过独立的二极管和电阻元件进行集总描述。由于该模型应用于大面积硅太阳能电池时实际上意味着对发射极电阻（该电阻与p-n结紧密耦合）进行平均化处理，因此其能否较好地发挥作用并非显而易见。通过采用可解析求解的分布式串联电阻模型，并系统分析偏离零发射极电阻理想情况时的偏差，发现该等效电路在薄层电阻的线性阶次上成立。在此线性阶次中，集总电压损耗与积分焦耳损耗完全兼容；这种兼容性被证明是建立大面积硅太阳能电池局部串联电阻模型的必要且充分条件。然而在更高阶的薄层电阻情况下，集总电压损耗与积分焦耳损耗不再兼容，这意味着该等效电路无法描述这些高阶效应。基于线性阶次集总串联电阻建立的等效电路，能够解释实验观测到的沿电流-电压特性曲线的集总串联电阻变化现象——该变化完全可由暗二极管电流的依赖关系来描述。
关键词： 焦耳损耗、等效电路、太阳能电池建模、电压损耗、局部串联电阻
更新于2025-09-12 10:27:22