解决了钙钛矿太阳能电池负电容的谜团

2019-05-31 16:11:22 编辑：来源：

导读在竞争激烈的当前薄膜太阳能电池的边缘，钙钛矿太阳能电池似乎体现了高效率和低成本的理想太阳能电池。然而，它们的长期稳定性很差，这仍然

在竞争激烈的当前薄膜太阳能电池的边缘，钙钛矿太阳能电池似乎体现了高效率和低成本的理想太阳能电池。然而，它们的长期稳定性很差，这仍然是一个挑战。与此相关的是钙钛矿材料和器件中发生的特殊现象，其中非常缓慢的微观过程引起一种“记忆效应”。

例如，测量钙钛矿太阳能电池的效率可取决于诸如在测量之前器件被照射多长时间或如何施加电压的事情。几年前，这种被称为电流 - 电压滞后的效应导致了准确确定钙钛矿效率的争议。这些模糊过程的另一个例子是在昼夜循环期间(部分)恢复先前退化的太阳能电池。

当测量太阳能电池性能作为频率的函数时，这种影响是一个问题，这是用于更详细地表征这些装置的典型测量(阻抗光谱学)。它们导致低频率(Hz到mHz)和巨大电容值(mF / cm 2)的大信号，包括奇怪的，“非物理”的负值，这仍然是研究界的难题。

现在，来自EPFL的Anders Hagfeldt实验室的化学工程师解开了这个谜团。在Hagfeldt实验室的科学家Wolfgang Tress的带领下，他们发现大的钙钛矿电容不是电荷存储意义上的经典电容，而是由于电池响应时间慢而出现的电容。

研究人员通过时域测量和不同的电压扫描速率来证明这一点。他们发现表观电容的起源是通过太阳能电池接触的电流的缓慢改变，这是通过移动离子电荷的缓慢积累来调节的。缓慢增加的电流看起来像阻抗谱中的负电容。

该工作揭示了这些器件中光伏效应与钙钛矿材料的离子电导率之间的相互作用。获得如此深入的了解有助于努力定制，稳定的钙钛矿太阳能电池。

标签：太阳能电池

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