Zonnecellen zijn fotovoltaïsche apparaten die licht omzetten in elektriciteit. Tijdens het foto-elektrische conversieproces, een fotovoltaïsch apparaat ondergaat intern meerdere dynamische processen van ladingsdragers. Deze interne ladingsdragerprocessen domineren intrinsiek de prestaties van een fotovoltaïsch apparaat zelf.

Dus, hier komen de vragen. Hoe kunnen we deze dynamische parameters van ladingdragers nauwkeurig meten? Hoe kunnen we het fysieke mechanisme van deze dynamische processen nauwkeurig begrijpen? Het is een belangrijk onderzoeksonderwerp op het gebied van foto-elektriciteit en elektro-optica. Het is ook een belangrijke benadering om de materiaalprestaties te evalueren en de optimalisatie van de apparaatstructuur te begeleiden om de prestaties van fotovoltaïsche apparaten te verbeteren.

Prof. Meng Qingbo's groep van het Institute of Physics, De Chinese Academie van Wetenschappen heeft zich toegelegd op de ontwikkeling van kwantitatieve meet- en analysemethoden van natuurkundige eigenschappen zoals ladingsdynamica en defecte toestanden van zonnecellen, terwijl ze nieuwe hoogwaardige dunne-film zonnecellen onderzoekt, en heeft een reeks onderzoeksresultaten bereikt.

Bijvoorbeeld, een gemoduleerd transiënt foto-elektrisch meetsysteem is met succes ontwikkeld, die de meting van de ladingsdynamiek van zonnecellen onder werkelijke bedrijfsomstandigheden heeft gerealiseerd. De meting van ionendynamica voor perovskietzonnecellen is ook bereikt. Kwantitatieve analyse van het grensvlak en de verdeling van bulkdefecten van zonnecellen is bestudeerd en de oorsprong van de elektrische stabiliteit van perovskiet-zonnecellen is ook opgehelderd.

Onlangs, De groep van Meng concentreerde zich op de differentiële capaciteit van fotovoltaïsche apparaten om de validiteit van een conventioneel staarttoestandraamwerk op basis van elektrische transiënte technologieën te bespreken.

Ze wezen erop dat het conventionele staarttoestandsmodel bepaalde onredelijke aannames heeft over de consistentie van de meettoestand van de apparaten en het fysicaproces voor het vaststellen van tijdelijke fotospanning.

Verder, ze bewezen dat dit conventionele kader voor de staarttoestand, gebaseerd op de elektrische transiënte technologieën, niet universeel en rationeel is op het gebied van meting en onderzoek voor zonnecellen.

Na simulatie van draaggolfdynamiek en ladingsverliesmechanisme achter elektrische transiënten door theoretische berekening, ze stelden een nieuwe analysemethodologie voor om de eigenschappen van de ladingsdynamiek en het ladingsverliesmechanisme van fotovoltaïsche apparaten (zoals ladingsextractie en verzameling kwantumefficiëntie en de dichtheid van defecten in de absorber) kwantitatief te extraheren uit de elektrische transiënte technologieën. Deze methode is universeel om conventioneel silicium te bestuderen, opkomende kesteriet- en perovskiet-zonnecellen hierin en kan worden uitgebreid naar andere vergelijkbare fotovoltaïsche apparaatsystemen.

Dit werk biedt een verleidelijke route voor een uitgebreid onderzoek van dynamische natuurkundige processen en het mechanisme voor ladingsverlies van zonnecellen en biedt mogelijke toepassingen voor andere foto-elektrische apparaten.

Deze studie getiteld "Exploiting Electrical Transients to Quantify Charge Loss in Solar Cells" is gepubliceerd in: Joule .