通过模拟串联有机太阳能电池的实际光伏参数来确定其分流电阻和光生电流

《Journal of Materials Chemistry A》：Determining the shunt resistance and photogenerated current of tandem organic solar cells by simulating their practical photovoltaic parameters

通过Shockley方程完整模型模拟串联有机太阳能电池（TOSCs）性能，发现并联电阻（RSH）随光生电流（Jph）增加呈指数下降，因Jph增大导致活性层振动自由体积扩张，从而降低RSH。较高RSH可使TOSCs效率提升，需通过调整前后电池活性层厚度平衡RSH与Jph，模拟预测当RSH=7600Ω·cm2、Jph=14.31mA/cm2时效率可达22%，高RSH与低Jph的矛盾是制约效率提升的核心因素。

　　

通过使用完整的Shockley方程模型对串联有机太阳能电池（TOSCs）的实际性能进行了模拟，从而得出了该器件的并联电阻（R_SH）和光生电流（J_ph）。研究发现，R_SH 随着 J_ph 的增加而呈指数级减小；这是因为 J_ph 的增加会增大前后电池活性层的振动自由体积，从而显著降低 R_SH。较大的 R_SH 使得TOSCs的效率更高。模拟结果表明，实际TOSC的最高效率是在 R_SH 和 J_ph 之间达到最佳平衡时实现的，这可以通过调整前后电池活性层的厚度来实现。当 R_SH = 7600 Ω cm² 且 J_ph = 14.31 mA cm^?2 时，预测该TOSC在开路电压为1.973 V时的效率可达22%。当前的研究表明，高 R_SH 与大 J_ph 之间的矛盾是限制TOSC效率提升的核心问题。