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新闻动态

钙钛矿太阳能电池在稳态、瞬态和频域仿真模拟

发布者::admin   发布时间: :2019-11-28 11:29 浏览次数: :

 Consistent Device Simulation Model Describing Perovskite Solar Cells in Steady-State, Transient, and Frequency Domain

                                                    ——描述钙钛矿太阳能电池在稳态、瞬态和频域的一致性设备仿真模型

PaiosSetfosdrift diffusionperovskite, solar cell, g7 

Martin T. Neukom, Andreas Schiller, Simon Züfle, Evelyne Knapp, Jorge Ávila, Daniel Pérez-del-Rey, Chris Dreessen, Kassio P.S. Zanoni, Michele Sessolo, Henk J. Bolink, Beat Ruhstaller

ACS Applied Materials and Interfaces (2019) 

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b04991

Full-text:

https://pubs.acs.org/articlesonrequest/AOR-8tUKjdIPkCwhqwrFKP9n

 

Abstract

A variety of experiments on vacuum-deposited methylammonium lead iodide perovskite solar cells are presented, including JV curves with different scan rates, light intensity-dependent open-circuit voltage, impedance spectra, intensity-modulated photocurrent spectra, transient photocurrents, and transient voltage step responses. All these experimental data sets are successfully reproduced by a charge drift-diffusion simulation model incorporating mobile ions and charge traps using a single set of parameters. While previous modeling studies focused on a single experimental technique, we combine steady-state, transient, and frequency-domain simulations and measurements. Our study is an important step toward quantitative simulation of perovskite solar cells, leading to a deeper understanding of the physical effects in these materials. The analysis of the transient current upon voltage turn-on in the dark reveals that the charge injection properties of the interfaces are triggered by the accumulation of mobile ionic defects. We show that the current rise of voltage step experiments allow for conclusions about the recombination at the interface. Whether one or two mobile ionic species are used in the model has only a minor influence on the observed effects. A delayed current rise observed upon reversing the bias from +3 to −3 V in the dark cannot be reproduced yet by our drift-diffusion model. We speculate that a reversible chemical reaction of mobile ions with the contact material may be the cause of this effect, thus requiring a future model extension. A parameter variation is performed in order to understand the performance-limiting factors of the device under investigation.

 

 

本篇文章采用paios多功能载流子特性分析系统及瞬态光电流,阻抗谱和调制光电流谱测量和分析数据,paios专用于太阳能电池瞬态光电特性及载流子特性的深入研究与分析;可对OPV太阳能电池、PVK钙钛矿太阳能电池、OLED器件和其他半导体器件中的载流子迁移率进行全面有效的分析和测量。

 

测试功能:载流子迁移率      载流子寿命       串联电阻        复合效率      陷阱密度        介电常数      
                      电荷注入势垒      陷阱深度           内建电场        几何电容      掺杂密度        发射寿命      
                      PV光电转化效率(最大功率点Pmax、FF、Voc、IscVS光强)   

 

测试模式:IV曲线,IVL曲线,TPC瞬态光电流,TPV瞬态光电压,Photo-CELIV线性增压载流子抽取,CE载流子抽取,IMPS调制光电流谱,IMVS调制光电压谱,IS阻抗谱,C-V电容-电压,DIT暗注入,EQE外量子效率,TEL瞬态光致发光等;

 

应用领域:无机半导体材料                                                                      有机太阳能电池OPV                    
                      
钙钛矿太阳能电池(Perovskite  Solar  Cell)                   燃料敏化太阳能电池                   
                      
无机太阳能电池(硅基太阳能电池)                               有机半导体材料(OLED)

 

查看设备介绍

 

本篇文章采用Setfos有机太阳能电池和OLED设计模拟软件系统进行计算在太阳能电池和OLED中通过漂移扩散进行的电荷传输,Setfos专用于设计和模拟OLED和PV器件结构,从而给用户以直观的图形界面。

 

主要特点:模块:光发射,吸收,电荷传输和散射

                      直观的图形用户界面

                      高速计算

 

测试功能:1.OLED模拟

                      SETFOS模拟OLED器件从电荷注入到光提取,软件可以轻松分析和改进您的OLED器件
                模拟电荷传输和漂移扩散的重组
                分析光发射谱和波导模式贡献
                设计出耦合层以提高效率和颜色稳定性
                设计散射层以增强光耦合
                先进的器件物理学:淬火,激子,陷阱,掺杂,交流和瞬态响应......

                    2.太阳能电池模拟

                使用Setfos轻松计算短路电流,开路电压Voc和填充系数

                调整每层的厚度并添加光散射层以增强吸收

                针对AM1.5或特定波段进行优化

                电气IV曲线

                曲线拟合和参数提取

                AC仿真和瞬态实验,如photo-CELIV,TRV,TPC,C-V,C-F,IS,IMPS,IMVS等

                先进的器件物理学:SRH复合,激子,......

                设计防反射涂层或透明CELL.

 

应用领域:无机半导体材料,有机半导体材料OLED等;

                有机太阳能电池OPV;DSSC,钙钛矿太阳能电池Perovskite Solar Cell等

                设计和模拟OLED和PV器件结构

 

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