Perovskite · PLQY → QFLS

钙钛矿电池 QFLS 计算器

上传 EQE 光谱文件、输入实测 JSC 与 PLQY,基于细致平衡原理计算准费米能级劈裂(QFLS)。 太阳光谱采用 ASTM G173-03 AM1.5G(非黑体近似),结合 EQE 计算辐射饱和电流 J0,rad,再由公式 QFLS = kBT·ln(PLQY·JSC/J0,rad) 计算。

EQE 光谱

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PLQY 数值

输入框内为小数(如 1e-5);若选择 %,则填 0.001 表示 0.001%。

实测 JSC

mA/cm²

来自 J-V 测试的实测短路电流密度,对应公式 S3 中的 JG

高级参数

激发光强:默认 1 sun。若实测 JSC 与 PLQY 在不同光强下测量,可调整此值归一化。

盲猜 QFLS · 无需 EQE

输入带隙后,算法采用方波 EQE 近似:EQE(E) = 1(E ≥ Eg)/ 0(E < Eg),即假设器件对所有能量大于带隙的光子都100%收集,据此估算 J₀,rad 上界。

方波 EQE 估算公式
J₀,rad = e ∫Eg Φ_BB(E) dE  (EQE(E)=1, E≥Eg
准费米能级劈裂 QFLS
eV — mV

QFLS = kBT · ln( PLQY · JSC / J0,rad )

JSC (实测)
mA/cm²
J0,rad
A/m²
QFLSrad
eV
ΔVocnon-rad
eV
中间物理量(用于校验)
J0,rad = A/m²
∫ΦBB = m⁻²s⁻¹
kBT = J
kBT/q = eV
ln(PLQY·JSC/J₀) =

原始 EQE 光谱

EQE

ΦBB(E) 黑体光子通量(能量空间)

单位: photons·m⁻²·s⁻¹·J⁻¹

公式与物理假设

实测 JSC:来自 J-V 测试的短路电流密度 JG,直接输入 mA/cm²

黑体光子通量(波长空间): ΦBB(λ) = 2πc / λ⁴ / (exp(hc/λkBT) − 1)   [photons·m⁻²·s⁻¹·nm⁻¹]

J0,rad = e ∫ EQE(λ) · ΦBB(λ) dλ   [A/m²]

QFLS = kBT · ln( PLQY · JSC / J0,rad )

QFLSrad = QFLS − kBT · ln(PLQY)

ΔVocnon-rad = (QFLSrad − QFLS) / e = −kBT · ln(PLQY) / e

常数:kB=1.380649×10⁻²³ J/K,e=1.602176634×10⁻¹⁹ C,h=6.62607015×10⁻³⁴ J·s,c=2.99792458×10⁸ m/s,Tcell=300 K(默认)。

计算方法:波长空间直接积分,Simpson 复合求积在 1000 点均匀波长网格上积分。