高效率的包晶石太阳能电池为何表现出较小的IV型曲线滞后

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如果电荷扩散长度长且表面重组率低，滞后效应就会很弱

在许多包晶石太阳能电池（PSCs）中，正向和反向电流-电压（IV）扫描之间观察到滞后现象。这种IV曲线的滞后对于正确确定功率转换效率（PCE）是有问题的。虽然IV曲线滞后的确切来源一直是一个争论的话题，但现在人们普遍认为移动离子是主要原因。然而，关于移动离子究竟如何影响器件的运行，仍然是一个正在进行的辩论的主题。

在这篇博客中，我们展示了适当的漂移-扩散模拟是如何帮助理解移动离子是如何影响过氧化物太阳能电池的JV特性的。我们研究了电荷表面再结合和扩散长度对IV曲线滞后的影响，并证明如果表面再结合很低（良好钝化的表面），并且批量再结合也很低，即使移动离子屏蔽了电场，电荷载体也能扩散到正确的接触。这项研究解释了为什么高效的太阳能电池往往显示出较少的滞后性。我们对具有高PCE的包晶石太阳能电池的滞后减少做了详细解释。我们发现，在高效率的太阳能电池中，离子迁移仍然存在，但不会导致滞后现象。在这些设备中，电荷提取主要是由自由电子和空穴的扩散驱动。

PSCs中的磁滞现象--实验方法

为了研究移动离子的影响，使用区分离子和电子过程的实验是有帮助的。这些物种具有不同的移动性，这有助于进行离子运动与电子/空穴运动解耦的实验。

当IV曲线通过电压上升和下降进行测量时，离子电荷传输和电子电荷传输的过程都参与其中。在常用的扫描速率下，不可能分别研究离子和电子/孔。为了区分离子和电子电荷传输，我们在恒定电压下对设备进行10秒的预处理后，用非常高的斜率进行IV特性分析。较长的预处理时间允许离子在设备中移动和平衡。预处理后的IV曲线是用多合一测量系统Paios获得的。

利用Paios，我们还进行了几个瞬态实验，如TPC/TPV，对过氧化物太阳能电池进行了预处理时间的函数。图中显示了一个典型的过氧化物太阳能电池上的瞬态光电流（TPC）实验。