评估下一代太阳能电池的主要挑战

在过去的20年中，商业和社会努力将太阳能电池从昂贵的利基市场推向了带有传统能源的商业平等。对钙钛矿太阳能电池进行的新研究显示出巨大的潜力。毫无疑问，这种新兴的材料范围在光伏领域中所看到的效率最强。

钙钛矿似乎是下一代太阳能技术的理想候选者，因为它可以通过卷到滚动过程易于制造，相对较低，厚度仅为0.5 µm。尽管如此，钙钛矿的耐用性仍在阻止其离开实验室。令人惊讶的是，它对光和热的敏感性是其弱点之一。

钙钛矿太阳能电池

钙钛矿太阳能电池的微观结构会影响其效率，并且可以通过更高的理解来开发该候选者。为了阐明这种材料，研究人员正在转向高光谱全球成像。这种成像技术在几分钟甚至几秒钟内就可以在材料表面上的数百万点进行深入的信息。

在数百个波长下量化的反射率，透射率和发光图像在微米尺度上提供了重要的物理化学特性。在表征钙钛矿设备或胶片的过程中，应记住它们的伤害阈值非常低。分析这种材料家族时，有必要保持低功率密度，因为这将确保两件事：不会对样品造成损害，并且可以在太阳能电池板操作的现实条件下进行实验。

具有高光谱全局成像的钙钛矿太阳能电池的表征

概述可以通过高光谱全球成像进行的表征：

• 最大发光强度的图提供了与损失相关的信息。良好的太阳能电池必须尽可能发光[1]，并且在发光上快速获取本地信息可以更好地了解设备的整体效率。
• 可以定位光谱特征并将其分配到晶界，缺陷，相位分离等。因此，发光图可以提供有关给定太阳能电池组成和均匀性的信息。
• 当高光谱成像与光度校准模块相结合时，还可以获得有关电荷传输效率，准FERMI水平分割的局部信息，并且也可以获得EQE [2]。

高光谱的全球电力和光致发光成像为我们在我的实验室中生产的混合钙钛矿太阳能电池提供了重要的见解：空间不均匀性的识别导致对这些设备的有限填充因子的有限填充因子有更好的了解。

Henk Bolink博士（ICMOL）

Bolink教授和EDF R＆D的团队以及Photovoltaic Energy研究与发展研究所（现在是IPVF）的结果：[2]。下面介绍的结果是在最近与Docampo教授的另一场合作期间获得的。

Perovskite晶体 - 从Pablo Docampo博士研究小组

数字1。在784 nm处提取的单色光致发光图像

图2。从样品的不同区域提取的PL光谱（请参阅相应的目标）

图3。PL最大强度的地图

参考

[1] Miller等人，IEEE J. Photovolt。，第1卷。2，第3号，2012年7月，doi：10.1109/jphotov.2012.2198434

[2] El-Hajje等人，能量环境。Sci。，2016年5月，doi：10.1039/c6ee00462h

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