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钙钛矿太阳能电池的PL 及TRPL公用计划


钙钛矿太阳能电池简介

钙钛矿太阳能电池是一种新布局的产物,是操纵钙钛矿型的无机金属卤化物半导体作为吸光资料的太阳能电池,其成长极其敏捷,光电转换效力在短短的10年间从3.8%到25%,更有各个范畴的专家推出钙钛矿/硅基叠层太阳能电池,钙钛矿/铜基薄膜叠层电池和全无机钙钛矿型太阳能电池等多元化的基于“钙钛矿”观点的太阳能电池,无望成为下一代太阳能电池的主力产物。

钙钛矿太阳能电池的PL及TRPL表征意思

1)对半导体薄膜太阳能电池,荧光寿命的表征有助于研讨载流子分散长度/间隔,而在钙钛矿型太阳能电池里,钙钛矿半导体层作为器件构成的首要“基石”,针对资料自身停止TRPL乃至是显微TRPL的表征,有益于评价其资料品德及缺点。

CH3NH3PbI3(Cl) 薄膜的荧光成像及取点PL&TRPL丈量[1]

2)载流子重组进程,即自在电子-空穴发光是钙钛矿太阳能电池里常被研讨的,也是间接关乎其机能的进程[2]。立体异质结钙钛矿太阳电池除钙钛矿层具备壮大的光电机能,还须要电子传输层和空穴传输层为电子和空穴供给了自力的输运通道。构成的布局又分为n-i-p型和p-i-n型两种,此中钙钛矿层别离与电子传输层和空穴传输层构成两个界面, 在这两个界面上完成电子和空穴的疾速分手。经由过程PL绝对强度(或是量子产率)和TRPL的衰减时候变更,能够左证经由过程替代电子传输层、空穴传输层资料,电子空穴被疾速抽取,IPCE得以改进的成果。

用PL和TRPL反应CH3NH3PbI3与不同资料传输层的彼此感化[3]

“量文体衣”的PL&TRPL公用计划

钙钛矿型太阳能电池在蓝绿光波段都有较好的接收,资料带隙首要集合在1.6eV四周,搭配蓝光激光器作为PL激起源便可轻松完成稳态PL收罗。

别的钙钛矿太阳能电池的荧光寿命衰减标准首要笼盖亚纳秒到数微秒,以皮秒激光器作为激起源,连系TCSPC(时候相干单光子计数)的时域丈量方式,可完成光谱规模笼盖470-870nm,时候标准笼盖100ps-10μs的TRPL丈量。
 

计划特点

  • 445nm持续激光器,450nm皮秒脉冲激光器作为激起源,保障激起效力的同时统筹较宽波段的PL丈量规模;
  • 320mm焦距影象校订光谱仪设置装备摆设低噪声制冷型光电倍增管,毫无保留的科研级机能;
  • 高活络度TCSPC丈量方式,纳秒微秒寿命标准的典范挑选;
  • 荧光寿命衰减曲线高撑持四阶指数拟合;
  • 高温光谱模块、显微光谱模块可选;
 
 
主机

钙钛矿电池公用PL&TRPL测试体系

 

罕见问与答

问:Hi卓立,我想叨教我的体系有些带隙宽一些,可否挑选波是非一些的激光器,价钱会不会贵良多?

答:教员您好,今朝咱们挑选的450nm摆布这个激起波长是合适支流钙钛矿电池的PL和TRPL丈量,若是您须要挑选更短波长的另有比方375nm和405nm可选,尺寸分歧间接能够用,完整不题目,405nm与450nm价钱相称,375nm会略微贵一些喔。

问:我看你们下面还保举了显微PL体系,跟你这次主推的体系有甚么不同?我究竟该若何选呢?

答:教员您好,您看得很细心!显微PL经由过程物镜聚焦,激起效力更高,收光角大,以是获得旌旗灯号的才能远高于宏光路PL体系,还能够做微区PL,PL mapping,机能优,价钱高!是浩繁光电半导体资料如三五族半导体、二维资料等的PL丈量的好挑选。

可是钙钛矿电池具备极优的光电效应,绝不夸大的说,荧光旌旗灯号很强,举个例子,此刻钙钛矿电池效力做到20%摆布也是中下水平了,咱们这次主推宏光路PL体系是完整能够知足丈量的。现实上咱们很难去量化PL旌旗灯号,以是咱们会以电池转换效力做参考,别的也能够做些样品考证。总而言之,显微PL必定是更好!

利用卓立汉光装备测试的数据

 

CsPbBr3的变温PL及变温TRPL丈量

 


V2O5 搀杂剂补充于空穴传输资料Spiro-Omitted,调理空穴传输层的能级并有用地晋升空穴传输机能[4]

参考文献

[1] Dane W , disquieted, Sarah M , et al. Solar cells. Impact of microstructure on local carrier lifetime in perovskite solar cells.[J]. Science (New York, N.Y.), 2015.

[2] 王福芝,谭占鳌,戴松元,李永舫.立体异质结无机-无机杂化钙钛矿太阳电池研讨停顿,物理学报,2015, (3).

[3] You, J., Meng, L., Song, TB. et al. Improved air stability of perovskite solar cells via solution-processed metal oxide transport layers. Nature Nanotech,2016.

[4] High performance and stable perovskite solar cells using vanadic oxide as a dopant for spiro-OMeTAD[J]. Journal of Materials Chemistry A, 2019, 7(21):13256-13264.

[5] Xu Z , Wu J , Wu T , et al. Tuning the Fermi Level of TiO2 Electron Transport Layer through Europium Doping for Highly Efficient Perovskite Solar Cells[J]. Energy Technology, 2017.

 

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产物司理-杨泽鑫

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邮箱:体育滚球:Steven-Yang@superhotmail.com

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