太阳能电池特性分析与测试的几种方法（二）

太阳能电池特性分析与测试的几种方法（二）

3.动态伏安测量

在动态I-V测量中，测量各种电压下的电流响应，就像J-V扫描一样。但是，在这种测量中，在记录电流密度之前，需要等待测量值稳定一段时间。

这给出了太阳能电池性能的非常精确的表示。事实上，一项比较不同实验室对太阳能电池测量的研究认为，这是表征钙钛矿太阳能电池好的方法。然而，完整的J-V扫描可能需要很长时间来测量，尤其是如果太阳能电池表现出动态行为。例如，使用动态I-V测量来测量钙钛矿太阳能电池的一条J-V曲线需要几个小时。

只有在绝对确定地测量太阳能电池的J-V特性时，并且只有当您测试的太阳能电池在光照下(如钙钛矿太阳能电池)表现出动态特性时，才需要进行这种测量。

4.理想因子和光强研究

研究太阳能电池在不同光强下的性能可以帮助你识别这些太阳能电池中不同的重组机制。你可以通过确定太阳能电池的理想系数来发现这一点。根据太阳能电池理论，我们知道电流随器件上施加的电压而变化，关系式如下:

在这个等式中，J是电流，V是电压，T是温度，n(或nid)是理想因子。对于“ideal”二极管，可以假设n=1。然而，通过找到理想因子nid，可以获得器件中发生的重组类型的有价值信息。

太阳能电池的理想系数将根据半导体中的主要复合机制而变化。复合可以发生在半导体带隙内，或者发生在吸收材料和电荷传输层之间的界面上。此外，你可以将重组分为单分子或双分子。

双分子复合(rbi)与辐射复合相同。它包括导带中的一个电子与价带中的一个空穴结合，从而产生一个光子。然而，你也可以有非辐射复合来捕获吸收体内的态，否则称为Shockley-Read-Hall复合。这发生在带隙(rSRH)内，由于电子和空穴分开移动，也称为单分子复合。与rSRH相比，rbi的量不取决于材料的缺陷密度，而是取决于半导体的光学特性。如果双分子重组占优势，理想因子将接近1，如果单分子重组占优势，理想因子将接近2。 

你可以从黑暗的J-V曲线测量理想因子。然而，这种测量不能解释当半导体被照射时，一些浅缺陷陷阱态被快速填充的事实。在这里，太阳能电池工作得非常好。

另一种测量太阳能电池理想系数的可靠方法是进行光强度研究。要做到这一点，您可以在1个太阳的不同分数和/或倍数下测量太阳能电池的J-V曲线，VOC和光强度之间的线性关系将为您提供理想系数。其他器件指标也可以让您深入了解器件中占主导地位的重组机制。有趣的是，最近的研究发现，不同的度量对光强有不同的依赖性。例如，虽然有机和钙钛矿太阳能电池显示出JSC对光强的准线性依赖性，但是VOC和FF的依赖性在高和低光强下是不同的。

已经使用各种模型来模拟这种光强依赖性。通过将实验结果与这些理论模型进行比较，光强度研究表明了您的设备的许多情况，包括:

·如果您的设备中有明显的分流或串联电阻。

·SC材料的陷阱密度。

·是体复合还是界面复合占优势。

为了进行这些测量，你的光强度源需要被校准到多个太阳值。你需要用一个参考太阳能电池来做这件事。对于LED光源太阳能模拟器，您可以通过改变光源的电源来改变设备上的入射光强度。或者，您可以通过将光源径向远离设备来进一步降低功率辐照度。尤其重要的是，无论何时移动设备测试设备，都要从外部检查太阳辐照度。