鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的性能通常會隨著時間的推移而發生劇烈變化，主要是移動離子缺陷的重新分布。太陽能電池的常見表征技術，如電致發光（EL）成像，受到瞬態離子效應的影響，這使得理解它們對于器件優化過程非常重要。近日，蘇黎世應用技術大學Wolfgang Tress、Miguel A. Torre Cachafeiro著眼于碳基PSC（CPSCs）中EL瞬態的形狀，這已成為提高穩定性和可擴展性的潛在解決方案。
本文要點：
1) EL的緩慢變化可以用兩種具有不同遷移率離子物種的遷移以及隨時間增加的離子密度來解釋。作者發現在黑暗中施加正向偏壓和在開路狀態下照射幾個小時的效果是相似的，兩者都指向移動離子密度的增加，這會導致電流收集效率的損失，而不會降低輻射復合產率。
2) 作者發現電流損耗高度依賴于離子分布，正如外部量子效率（EQE）的測量和模擬所證明的那樣。這些發現解釋了CPSC中常見的EQE形狀，并有助于進一步了解離子遷移的影響。此外，該研究通過測量不同預處理電壓下的低溫EQE光譜，建立了一種分析離子主導電流損失的有效方法，可以直接比較不同離子分布的影響。
Miguel A. Torre Cachafeiro et.al Ion Migration in Mesoscopic Perovskite Solar Cells: Effects on Electroluminescence, Open Circuit Voltage, and Photovoltaic Quantum Efficiency Adv. Energy Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202403850
