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太陽(yáng)能聚合物電池的性能參數(shù)解析

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2023年06月20日  

(1)開(kāi)路電壓(Voc):是指太陽(yáng)能聚合物電池在開(kāi)路情況下,電流為零時(shí)的端電壓,同時(shí)也是太陽(yáng)能電池出現(xiàn)的最大電壓,通常單位為V。太陽(yáng)能聚合物電池的開(kāi)路電壓與光照強(qiáng)度、溫度以及受體材料有關(guān),重要取決于給體的HOMO能和受體的LUMO能之間的能級(jí)差:


HOMO能和受體的LUMO能之間的能級(jí)差公式


HOMO能和受體的LUMO能之間的能級(jí)差


(2)短路電流(Jsc):短路電流是在電壓和電阻都為零時(shí)通過(guò)的電流,即器件在沒(méi)有外電場(chǎng)偏置情況下的電流,是在太陽(yáng)能電池最大的輸出電流,單位為mA.cm。


短路電流的大小的影響因素重要有:活性層對(duì)太陽(yáng)光的吸收、電荷分離的量子效率、載流子在材料中的傳輸以及傳輸過(guò)程中的損耗等。


(3)填充因子(FF):含義為太陽(yáng)能聚合物電池的最大功率與開(kāi)路電壓和短路電流的乘積之比,它說(shuō)明了太陽(yáng)能聚合物電池能夠?qū)ν夤?yīng)的最大輸出功率的能力,其含義式為:


太陽(yáng)能聚合物電池的最大功率與開(kāi)路電壓和短路電流的乘積之比公式


公式中,Vmax是指最大輸出電壓;Imax是指最大輸出電流;Pmax是指最大輸出功率。從伏安特性曲線我們可以看出,F(xiàn)F就是圖中兩個(gè)矩形的面積之比,無(wú)量綱,并且理想的太陽(yáng)能電池的FF為1。填充因子大小的影響因素重要有:復(fù)合膜和電極間的接觸電阻、復(fù)合膜中載流子遷移率,復(fù)合膜的厚度以及器件中的缺陷等!


(4)能量轉(zhuǎn)換效率(PCE):在太陽(yáng)能聚合物電池中,能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)是其最重要的參數(shù)之一,它含義為最大輸出功率與入射的光照強(qiáng)度Pin之比,即:


最大輸出功率與入射的光照強(qiáng)度Pin之比


由上式可知,太陽(yáng)能聚合物電池的能量轉(zhuǎn)換效率與開(kāi)路電壓、短路電流、填充因子以及光照強(qiáng)度密切相關(guān)。


(5)外量子效率(IPCE):外量子效率是外電路中出現(xiàn)的電子數(shù)與總的入射光子數(shù)的比值。其含義式為:


外量子效率是外電路中出現(xiàn)的電子數(shù)與總的入射光子數(shù)的比值


式中,Pin為入射光功率,入為入射單色光的波長(zhǎng)。


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