具体测试对象:
低迁移率或新兴薄膜光电材料
钙钛矿太阳能电池(PSC)及发光二极管活性层
有机光伏器件(OPV)与有机发光二极管(OLED)
胶体量子点(CQD)及金属氧化物薄膜
1. 项目介绍
原理:构建单极性(纯电子 / 纯空穴)器件,在暗态下施加偏压。当外加电场驱动的注入载流子浓度超过材料热平衡载流子浓度时,电流输运转变为受空间电荷限制状态。在无陷阱的理想限域区,电流密度与电压的平方成正比,遵循 Mott-Gurney 定律:

作用:评估薄膜材料在器件实际工作方向(垂直基底方向)的本征电荷输运能力,以及内部深/浅能级缺陷的分布情况,主要测量载流子迁移率(μ)和陷阱态缺陷密度(Ntrap),其中,Ntrap通过识别双对数 J-V曲线中的陷阱填充限制电压(VTFL)计算得出:

2. 样品要求
2.1 器件需确保单一极性电荷的高效注入,同时完全阻挡另一种极性电荷,避免少子注入引发复合电流导致模型失效
2.2 样品的活性层厚度必须高度均匀,且需通过台阶仪、椭偏仪或截面扫描电子显微镜(SEM)进行精准测量标定
3. 常见问题
3.1 漏电流过大且无明显 VTFL拐点
表现为低电压欧姆区暗电流异常偏高,直接掩盖陷阱填充过程。此现象多由薄膜致密性差、存在贯穿针孔或顶电极金属蒸镀渗透引发的器件微短路导致,此时无法提取缺陷密度参数。
3.2 有效驱动电压未修正导致参数失真
Mott-Gurney 定律中的电压变量为有效驱动电压。在处理数据时,若直接使用外加偏压(Vappl)进行拟合,未扣除器件内建电势差(Vbi)与寄生串联电阻引起的压降(Vrs),即未采用 V=Vappl-Vbi-Vrs 进行修正,将导致拟合得出的迁移率严重偏低。
使用设备:SCLC迁移率测试系统


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