Pico-Tau载流子寿命测量帮助了解材料,提高转换效率.

 

透過Pico-Tau载流子寿命测量提高转换效率...



近年来有机太阳能电池发展快速,尤其以钙钛矿太阳能电池为例,在全世界专家全力投入研究上,其转换效率已高达22 %,显示有机太阳能电池已具商业应用价值的基本门坎。开发可量产且稳定性高之有机太阳能电池器件变成现在努力的目标。有机太阳能电池材料内部载子吸收光之后转成自由电荷的动态过程如下图所示,而转换效率的关键因素就是转成自由载子的能力,因此器件中光生载流子在太阳能异质接面、电子与电洞传输层以及电极界面等处因复合而降低转换效率.因此通过载流子寿命的测量,分析太阳能电池中载子移动特性并改进工艺条件,提高转换效率,可以加速高效电池技术发展。理论上高效率的太阳能电池,其少数载流子寿命较长

光谱学分析不仅可以分析材料吸收层的带宽(bandgap)特性,结合时间分辨测量技术,通过测量材料荧光周期可以获得材料内部载流子的寿命,分析材料载子移动特性。而载流子寿命测量是光谱动力学重要的检测工具,对所有需要在皮秒和纳秒级范围内从事光电材料,半导体材料,微弱光信号记录的研究和开发人员来说是必不可少的工具,另外在光电组件分析上,可提供载子迁移率扩充功能。

一般材料分子荧光寿命大约数个ns等级,采用50ps或者fs等级的激光脉冲可以再极短时间内将材料分子内部处于基态电子激发至激发态,其激发过程不会产生荧光。

Pico-Tau是光焱科技开发的一款少数载流子寿命测试仪,基于时间分辨光致发光(PL)原理,藉由超短脉冲将样品从基态激发至激发态,并透过时间相关单光子计数(TCSPC)技术可测量从纳秒(sub-ns)至微秒(us)不同时间等级的荧光寿命周期,可协助研究人员进行有机光电器件、量子点与石墨烯化合物的少数载流子寿命测试。此外,光焱科技提供各种激发波长、探测器與載子遷移率分模塊,以供用户进行各式有机及新颖材料的研究
图一、载流子寿命测量实例,大部分钙钛矿材料的载流子寿命大约在1 ns~1 ms
特色:

  • 超高精度的载流子寿命测量能力,最短寿命可达200 ps,精度25 ps
  • 独特地可调式脉冲式光源,适合不同载子寿命的材料,最长寿命可达10 us
  • 人性化控制软件,一键式载流子寿命测量软件
  • 强大硬件扩充能力,满足多样化高端测量分析需求
  • 灵活的样品仓设计,满足固态与液态样品应用
  • 高达32678个时间通道的取样能力,使曲线更精细
应用领域:

可供从事生物学、化学、医学、工学、理学等相关应用领域,尤其是从事生物医学光子学研究的学者、工程技术人员、研究生和高年级本科生参考。

测量原理:

载流子寿命测试仪在硬件上由高重复率(50MHz)的脉冲光源(


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