[发明专利]一种基于EIS分析的钙钛矿太阳电池电子寿命测试方法

摘要

本发明公开了一种基于EIS分析的钙钛矿太阳电池电子寿命测试方法，通过在钙钛矿太阳电池上施加一定的直流偏压，并以小振幅的交流电压信号作为扰动信号，进而得到钙钛矿太阳电池的EIS图谱，通过一定的电子元件建立等效电路模型，采用Z‑view软件对构建的等效电路进行拟合分析，确定模型中各个元件参数，通过公式计算得出钙钛矿太阳电池的电子寿命。本发明采用EIS方法，降低了对电池片的损害，提高了测量的精度，通过拟合结果能够直观的计算出电子的寿命，大大减少了运算量，提高了计算速度，具有良好的应用价值。

主权项

1.一种基于EIS分析的钙钛矿太阳电池电子寿命测试方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选择一个高效钙钛矿太阳能电池片；2)启动电化学工作站，对所选择的钙钛矿太阳能电池片施加一定的直流偏压，并以振幅为10mV‑20mV的交流电压信号作为扰动信号，测试频率为0.1Hz‑10⁶Hz范围进行测量，得到该钙钛矿太阳能电池片阻抗图谱；3)利用ZView对测量得到阻抗图谱进行拟合，建立等效电路模型，并得到等效电路模型的元件参数；具体操作如下：3‑1)首先按高频波段、中频波段和低频波段分析测量结果，建立高频波段采用电阻R与常相位元件CPE并联，中低频波段采用TL或者G元件的等效电路模型；3‑2)对于等效电路模型中的电子元件电阻R，常相位元件CPE和电容C，采用ZView软件进行拟合，确定各个元件参数，最后根据拟合结果增减相应的元件进而调整等效电路模型，进行优化；所述高频波段为10⁶‑10³Hz，中频波段为10³‑10Hz，低频波段为10‑0.1Hz；4)根据公式τ_n＝1/ω_r＝R_r*C_μ计算钙钛矿太阳能电池片中电子寿命，根据公式τ_n＝1/ω_r＝1/2πf_max分析电子寿命的变化规律，其中，τ_n为电子寿命，f_max为波特图形中频率段最高点对应的频率，ω_r为电子在有限层扩散的恒定复合角频率，其与f_max的关系为ω_r＝2πf_max，R_r和C_μ分别代表不同界面电子复合电阻和电容，R_r和C_μ通过步骤3)拟合得到，ω_r在阻抗图谱中根据特征峰值判断。