太阳能电池是完成光能到电能转化的光伏器材。在光电转化进程中，光伏器材内部阅历了光生电荷的发生、别离、搬运、输运、复合、抽取等多个别相和界面动力学进程。这些电荷动力学进程本质上主导着器材自身的功能。怎么准确丈量些微观动力学参数？怎么准确了解这些动力学进程的物理机制?是光电、电光范畴的重要研讨课题。也是点评资料功能和辅导器材结构优化从而进步器材功能的必经之路。
中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心孟庆波团队在探究高功能薄膜新式太阳能电池的一起一向致力于开发用于太阳能电池的电荷动力学和缺点态等物理性质的量化丈量和剖析办法，现已取得了一系列研讨成果。比方成功研发了可调控的太阳能电池瞬态光电丈量体系，完成了太阳能电池在实际作业状况下电荷动力学的丈量（Rev. Sci. Instrum. 2016, 87, 123107），成功使用于钙钛矿太阳能电池离子动力学的丈量（Appl. Phys. Lett. 2015, 107, 163901）；量化剖析了太阳能电池的界面和体相缺点散布，并用于阐明晰钙钛矿太阳能电池的电学安稳性问题的界面来源（Adv. Energy Mater. 2019, 9, 1901352）。
从光伏器材的差分电容下手研讨了根据电瞬态表征技能的惯例带尾态模型理论结构的有用性问题，指出该模型在电池丈量状况的一致性和对太阳能电池光电压发生的物理进程等方面存在不合理假定，证明带尾态模型理论剖析办法在太阳能电池丈量和研讨不具备的普适性。
经过理论核算模仿电瞬态表征技能背面器材的载流子动力学和电荷丢失机制，他们提出了一种新的量化太阳能电池电荷丢失的理论剖析办法，可以从电瞬态表征技能中定量提取光伏器材的电荷动力学量子功率和相关缺点态信息（例如：定量化器材中电荷抽取和搜集量子功率以及吸收层中的缺点态密度）。该办法关于惯例硅太阳能电池、新式的铜锌锡硫太阳能电池和钙钛矿太阳能电池具有非常好的普适性，而且可以扩展到其他相似结构的光伏器材。这项作业为全面研讨太阳能电池中载流子动力学进程和电荷丢失机制供给了有用的途径，并在其他光电器材中具有潜在的使用价值。
该作业以“Exploiting Electrical Transients to Quantify Charge Loss in Solar Cells”为题，宣布在Joule杂志上 （Joule 4, 472–489）。物理所博士研讨生李一明和物理所石将建副研讨员为该论文的一起榜首作者，物理所孟庆波研讨员为该论文的通讯作者。这项研讨得到了国家自然科学基金委、中国科学院和科技部的支撑。
图1. 关于器材差分电容的准确丈量
图2. 钙钛矿吸收层中电荷传输的模仿和光电压的树立进程
图3. 钙钛矿太阳能电池中的电瞬态研讨：Device A and B光电转化功率 （A）量化电荷抽取和搜集量子功率（B）以及钙钛矿吸收层中的缺点态密度（C）。
修改：Kun
