Les cellules solaires sont des dispositifs photovoltaïques qui convertissent la lumière en électricité. Pendant le processus de conversion photoélectrique, un dispositif photovoltaïque subit en interne plusieurs processus dynamiques de porteurs de charge. Ces processus de porteurs de charge internes dominent intrinsèquement les performances d'un dispositif photovoltaïque lui-même.

Donc, voici les questions. Comment mesurer avec précision ces paramètres dynamiques des porteurs de charge ? Comment comprendre avec précision le mécanisme physique de ces processus dynamiques ? C'est un sujet de recherche important dans les domaines de la photo-électrique et de l'électro-optique. C'est également une approche importante pour évaluer les performances des matériaux et guider l'optimisation de la structure des dispositifs afin d'améliorer les performances des dispositifs photovoltaïques.

Le groupe du professeur Meng Qingbo de l'Institut de physique, L'Académie chinoise des sciences s'est consacrée au développement de méthodes de mesure et d'analyse quantitatives des propriétés physiques telles que la dynamique de charge et les états de défaut des cellules solaires tout en explorant de nouvelles cellules solaires à couche mince hautes performances, et a obtenu une série de résultats de recherche.

Par exemple, un système de mesure photoélectrique transitoire modulé a été développé avec succès, qui a réalisé la mesure de la dynamique de charge des cellules solaires dans des conditions réelles de fonctionnement. La mesure de la dynamique ionique des cellules solaires à pérovskite a également été réalisée. L'analyse quantitative de l'interface et de la distribution des défauts en vrac des cellules solaires a été étudiée et l'origine de la stabilité électrique des cellules solaires à pérovskite a également été élucidée.

Récemment, Le groupe de Meng s'est concentré sur la capacité différentielle des dispositifs photovoltaïques pour discuter de la validité du cadre conventionnel de l'état de queue basé sur les technologies des transitoires électriques.

Ils ont souligné que le modèle d'état de queue conventionnel a certaines hypothèses déraisonnables sur la cohérence de l'état de mesure des dispositifs et du processus physique pour l'établissement du photovoltaïque transitoire.

Par ailleurs, ils ont prouvé que ce cadre conventionnel basé sur les technologies transitoires électriques n'est pas universel et rationnel dans les domaines de la mesure et de la recherche pour les cellules solaires.

Après avoir simulé la dynamique des porteurs et le mécanisme de perte de charge derrière les transitoires électriques par calcul théorique, ils ont proposé une nouvelle méthodologie d'analyse pour extraire quantitativement les propriétés de dynamique de charge et le mécanisme de perte de charge des dispositifs photovoltaïques (tels que l'efficacité quantique d'extraction et de collecte de charge et la densité de défauts dans l'absorbeur) à partir des technologies transitoires électriques. Cette méthodologie est universelle pour étudier le silicium conventionnel, des cellules solaires à kesterite et à pérovskite émergentes ici et est capable de s'étendre à d'autres systèmes de dispositifs photovoltaïques similaires.

Ce travail offre une voie séduisante pour une enquête approfondie sur les processus de physique dynamique et le mécanisme de perte de charge des cellules solaires et possède des applications potentielles pour d'autres dispositifs photoélectriques.

Cette étude intitulée "Exploiting Electrical Transients to Quantify Charge Loss in Solar Cells" a été publiée dans Joule .