鈣鈦礦基串聯太陽能電池（TSC）的穩定性是商業化之前需要克服的主要科學/技術挑戰。了解遷移離子對TSC性能的影響是最大限度地減少退化的關鍵。近日，香港中文大學Martin Stolterfoht介紹了一項綜合研究，其中結合了使用掃描速率相關的電流-電壓（J-V）測量和漂移擴散模擬對Si/鈣鈦礦和全鈣鈦礦TSC中的離子損失進行系統分析。
本文要點：
1) 研究表明，遷移離子對串聯電池性能有顯著影響，將離子冷凍功率轉換效率從Si/鈣鈦礦的>31%和全鈣鈦礦串聯的>30%降低到穩態下的≈28%。此外，在高掃描速度（400 s-1）下，離子會在Si/鈣鈦礦TSC中引起明顯的滯后，并通過內部場屏蔽顯著影響兩種器件的性能退化。
2) 此外，對于全鈣鈦礦串聯結構，子電池主導的J-V表征揭示了寬帶隙子電池在老化過程中具有更明顯的離子損失，這歸因于其鹵化物的偏析趨勢。該工作為鈣鈦礦基TSC中的離子損失提供了重要見解，有助于將離子遷移相關的降解機理與其他降解機制分開，并指導有針對性的干預措施，以提高子電池的效率和穩定性。
Sahil Shah et.al Impact of Ion Migration on the Performance and Stability of Perovskite-Based Tandem Solar Cells Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202400720
https://doi.org/10.1002/aenm.202400720
