具体测试对象:
无机半导体(如CdTe、CIGS)
有机太阳能电池(OSCs)给受体共混膜
低维异质结材料,各类半导体纳米材料等
1 项目介绍
原理:利用飞秒/皮秒“泵浦-探测”技术的超快时间分辨光谱。首先用高能量的“泵浦光”激发材料产生非平衡载流子,随后利用另一束宽谱“探测光”在不同延迟时间下测量材料吸光度(ΔA)或透射率(ΔT/T)的极微小变化,从而在时域与频域上描绘激发态的演化轨迹。
作用:测试不同探针波长下的基态漂白(GSB)、受激发射(SE)与激发态吸收(ESA)信号峰;皮秒至纳秒级的电荷转移/分离时间(τCS)及非辐射复合/陷阱捕获寿命。在极短时间尺度内,直接观测激子解离为自由电荷的动力学全过程;测定光伏异质结界面处极速的电荷转移速率;为寻找材料内部超快能量损失通道(如俄歇复合、热载流子弛豫)提供数据。
2. 样品要求
飞秒激光脉冲虽然能量不高,但峰值功率极大,极易在微米级光斑内引发瞬态高温。由于需要长时间累加几万次脉冲来提取微弱的 ΔA 信号,样品(特别是有机薄膜和脆弱的钙钛矿)必须能在强光连续轰击下保持结构与化学稳定性。极易氧化的样品通常需要进行真空封装、充入惰性气体或配备旋转样品台以避免局域光热烧蚀。
3. 常见问题
3.1 非线性复合(俄歇复合)。
若泵浦光通量过高,会导致薄膜内激子/电荷密度远高于真实太阳光照下的工况(>1018cm−3)。在这种高密度下,多体相互作用(如激子-激子湮灭 EEA 或高阶俄歇复合)将主导衰减过程。这种非线性的快速复合会被错误地解析为材料本征的单分子缺陷捕获或双分子复合,导致严重影响器件真实工作状态下的寿命评估。

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