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开路电压衰减法(OCVD)

原理:通过对光伏器件或半导体二极管施加稳态光照(或正向偏置电流),使其载流子分布达到稳态后,突然切断激发源,利用示波器记录器件开路电压(Voc)随时间的衰减过程,进而反推载流子复合动力学的一种瞬态电学测试技术。

具体测试对象:

晶体硅p-n结、外延片

半导体发光二极管(LED)

钙钛矿太阳能电池及染料敏化太阳能电池等


1 项目介绍

原理:通过对光伏器件或半导体二极管施加稳态光照(或正向偏置电流),使其载流子分布达到稳态后,突然切断激发源,利用示波器记录器件开路电压(Voc)随时间的衰减过程,进而反推载流子复合动力学的一种瞬态电学测试技术。

作用:测量少数载流子寿命(τ)、不同注入水平下的瞬态电压衰减曲线、非辐射复合速率。能够实现对器件内有效载流子寿命的非破坏性提取;区分材料的体复合与表面复合机制;直观展示禁带中浅能级缺陷对载流子的陷阱捕获与释放动力学过程。


2 样品要求

2.1 OCVD测试高度依赖器件的内建电场。样品必须是已形成标准p-n结或异质结的完整器件或半成品。纯粹的均匀半导体裸膜无法在光照或电注入下建立宏观的开路电压劈裂,导致电压衰减信号无法产生,故必须具备能有效分离电子-空穴对的内建电场区。


3 常见问题

3.1 RC时间常数限制。

大面积太阳能电池具备庞大的物理结电容。当器件测试回路的内部RC放电时间常数大于材料真实的少数载流子寿命时,示波器上观察到的电压下降实际上纯粹是结电容的物理放电过程,而非载流子的复合衰减。这导致测得的寿命完全受限于几何电容,必须通过缩减测试有效面积来规避。


开路电压衰减法(OCVD)
原理:通过对光伏器件或半导体二极管施加稳态光照(或正向偏置电流),使其载流子分布达到稳态后,突然切断激发源,利用示波器记录器件开路电压(Voc)随时间的衰减过程,进而反推载流子复合动力学的一种瞬态电学测试技术。
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