Untersuchung des elektro-thermo-optischen Kopplungsmechanismus der Leistungsentwicklung von Perowskit-Solarmodulen unter Vorspannung

Xiao Ze ,  

Ma Mengen ,  

Wu Shaohang ,  

Chen Qian ,  

Liu Chong ,  

Fan Jiandong ,  

Li Wenzhe ,  

Mai Yaohua ,  

摘要

Die Instabilität der Leistungstests von großflächigen Perowskit-Solarmodulen resultiert aus dem metastabilen Zustand der Ladungsverteilung und dem Ladungstransport an den inneren Grenzflächen. In dieser Arbeit wird vorgeschlagen, diesen metastabilen Zustand durch elektrische Aktivierung unter Vorspannung zu steuern, und mittels in situ Elektrolumineszenz-Bildgebung wird der Mechanismus der räumlichen Inhomogenitätsentwicklung aufgedeckt. Die Untersuchung zeigt, dass das Anlegen einer Vorspannung von 10 V innerhalb von 30 Minuten eine stabile und effiziente Aktivierung (Effizienzrückgewinnung auf 99 %) ermöglicht, was im Wesentlichen durch die Optimierung der Ladungsextraktion und die Verringerung des Serienwiderstands erreicht wird, wodurch sowohl der Füllfaktor als auch die Leerlaufspannung gleichzeitig verbessert und die Gleichmäßigkeit der Modullichtemission deutlich erhöht werden. Eine zu hohe Vorspannung (≥12,5 V) führt jedoch zu lokaler thermischer Anhäufung, die irreversible Schäden am Perowskitmaterial oder an der Grenzfläche verursacht, erkennbar an dunklen Flecken in der Elektrolumineszenzabbildung auf der Seite der positiven Elektrode. Die Studie basiert auf der gekoppelten Beziehung von Phototrägererzeugung, Rekombination und Transport, klärt die Optimierungswege der elektrischen Aktivierung und die Defektgrenzen und bietet eine Lösung mit theoretischem und praktischem Wert für zuverlässige Tests und Leistungssteuerung von Perowskit-Modulen.

关键词

Perowskit-Solarmodule; elektrische Aktivierung; Elektrolumineszenz; Temperatureffekt; Stabilität der elektrischen Leistung

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