具体测试对象:
各类具备光致发光特性的光电转换及发光材料
新型薄膜光伏材料(钙钛矿PSC、有机光伏OPV)
传统无机半导体晶片及薄膜(如GaAs、晶硅薄膜)
发光二极管(LED)材料及量子点(QDs)体系
1. 项目介绍
原理:采用超短脉冲激光激发样品产生非平衡载流子,随后利用时间相关单光子计数(TCSPC)或条纹相机技术,高频、精确地记录样品发出的荧光光子数量随时间衰减的动态曲线,以揭示材料内部瞬态光物理复合过程。
作用:定量评估材料体相及界面处的载流子非辐射复合损耗,直观反映材料内部缺陷密度及界面电荷提取/转移效率。可通过此方法测试少数载流子寿命(τ)。通过多指数衰减模型拟合,可提取快衰减寿命(τ1),通常表征表面/界面复合或电荷转移时间)与慢衰减寿命(τ2),通常表征体相辐射复合时间),并计算出平均寿命(τavg)
2. 样品要求
2.1 样品要具备一定的荧光量子产率。薄膜样品须旋涂或沉积于光学完全透明且无自发荧光干扰的基底上(如石英玻璃)。不使用普通载玻片,其杂质自发荧光会严重掩盖样品的本征衰减信号
2.2 样品的厚度需严格控制。薄膜过厚易引发严重的光子重吸收效应,导致测得的载流子寿命被异常高估;薄膜过薄或表面极为粗糙,则会导致吸光度极低或泵浦激光强烈散射,使得光子计数器无法捕获足够的荧光信号
3. 常见问题
3.1 衰减曲线尾部信噪比差
表现为对数坐标下曲线尾部呈无规律锯齿状波动。主要因激发光强度设置过低或光子计数累积时间过短导致。对策为适当提高激光功率或延长积分时间,但需严格控制激光注量,若泵浦光强过高,会引发双分子复合甚至俄歇复合等,导致寿命测试值失真
3.2 荧光衰减过快或与仪器响应函数(IRF)重合
若测得的衰减曲线与激光脉冲自身的系统响应曲线(IRF)几乎一致,表明材料载流子寿命极短,超出了仪器的时间分辨率极限(通常 TCSPC 分辨率为皮秒至亚纳秒级)。这通常意味着材料晶体质量极差,内部存在大量深能级缺陷导致了极速的非辐射复合。
使用设备:HiLight HS15


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