基于等效电路模型的钙钛矿太阳电池效率损失机理分析

摘要

理解并量化影响钙钛矿太阳电池效率的因素,对研发高性能器件尤为重要.目前,太阳电池普遍认可的三大损失为光学损失、欧姆损失和非辐射复合损失.其中,非辐射复合包括体复合和表面复合,已被证明是制约电池效率提升的决定性因素.本文提出了一种分析电池伏安特性曲线的等效电路模型,能对上述损失机制进行全面描述,并通过与漂移-扩散模型及实验结果的对比,证实了电路模型的可靠性,拟合误差在2％以内.根据该模型,可以准确判断电池内的主导复合机制,并可从实际电池伏安曲线中提取不同效率损失对应的物理参数,绘制电压扫描过程中各机制随电压的演化曲线,从而理解效率损失的物理机理.该模型从电路角度分析了不同损失机制对电池工作特性的影响,有助于定位提高效率的关键点,是一个较全面的钙钛矿太阳电池仿真分析工具.