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通过光载流子辐射测量法,在频率域内准确评估约1太阳光强度下钙钛矿薄膜的光激发载流子传输特性
《ACS Photonics》:Accurately Assess the Photoexcited Carrier Transport Properties of Perovskite Thin Films under ~1 Sun in Frequency Domain by Photocarrier Radiometry Measurement
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年10月30日 来源:ACS Photonics 6.7
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钙钛矿太阳能电池载流子动力学研究采用光载流子辐射度技术,发现高光强(100 sun)下载流子寿命骤降(79 ns)源于陷阱辅助复合机制转变,低光强(<1 sun)下寿命稳定(200 ns)。PMMA钝化使表面速度降低约90%(250→30 cm/s),为工业评估提供方法。

载流子动力学对钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光电性能有着至关重要的影响。准确评估和深入理解钙钛矿的载流子传输与复合特性是必不可少的。在实际应用场景中,需要在1倍太阳光强度(典型的低注入条件)下进行测试,因为这能够模拟真实的工作环境。然而,这对基于瞬态技术的测量方法提出了挑战——这些方法可能无法完全满足需求,因为通常需要强脉冲来获得足够的信噪比。在这项研究中,我们引入并验证了一种用于频域分析钙钛矿载流子动力学的光载流子辐射测量(Photocarrier Radiometry, PCR)技术。值得注意的是,在高光强度下(100倍太阳光强度时,载流子寿命会迅速缩短至79纳秒),而在低光强度线性区域(<1倍太阳光强度)下载流子寿命则保持稳定(约200纳秒),这是由于载流子复合机制从陷阱辅助的非辐射复合转变为带间辐射复合所致。得益于PCR技术的高信噪比,我们能够在1倍太阳光强度下进行动态测量,此时设备处于近似线性状态,各项参数均保持稳定。基于此,我们通过测量表面载流子迁移速率来评估聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的钝化效果,发现其钝化效果显著,载流子迁移速率降低了约250~30厘米/秒。这项工作强调了研究光强度依赖性载流子动力学的重要性,有助于理解器件性能与载流子动力学之间的关系,并为钙钛矿薄膜的工业评估提供了一种方法。
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