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瞬态光电压(TPV)-东谱实验室

原理:以脉冲单色光或白光激励待测器件,器件在开路或高阻负载条件下产生光电压响应,通过高输入阻抗高速数据采集系统记录光电压从建立到衰减的完整时域波形。光脉冲脉宽远短于器件载流子复合寿命,以保证衰减过程完全由器件内部载流子动力学支配。

具体测试对象:

光伏型探测器、光电化学电池

钙钛矿太阳能电池、有机光伏器件

量子点敏化太阳能电池、染料敏化太阳能电池

金属氧化物半导体光电探测器、体异质结光电探测器等

 

1 项目介绍

原理:以脉冲单色光或白光激励待测器件,器件在开路或高阻负载条件下产生光电压响应,通过高输入阻抗高速数据采集系统记录光电压从建立到衰减的完整时域波形。光脉冲脉宽远短于器件载流子复合寿命,以保证衰减过程完全由器件内部载流子动力学支配。

作用:提取光生载流子的等效复合寿命、陷阱态释放时间常数及电荷抽取动力学参数。可分析器件在开路条件下光生电荷的累积与复合竞争机制;区分快衰减与慢衰减组分对应的陷阱能级分布及界面复合路径;评价载流子传输层或钝化层对电荷复合的抑制效能,为器件结构优化与界面工程提供实验判据。

 

2 样品要求

待测器件须具备光伏效应,可在零偏压条件下产生可测量的光电压信号。器件电极引线须接入高输入阻抗前置放大器,放大器输入阻抗须大于器件内阻至少两个数量级,以保证近似开路条件。测试前须确认器件暗态开路电压稳定且无显著漂移,若器件存在明显陷阱态填充历史效应,须在每次测量前以连续光照或暗态弛豫使器件恢复至确定的初始状态。

 

3 常见问题

3.1激励脉冲拖尾干扰

脉冲光源驱动电路关断延迟或光源荧光余辉导致光脉冲存在指数拖尾,该拖尾与器件本征电压衰减在时间域上混叠,使得提取的复合寿命偏长。须以高速标准探测器校验光脉冲波形并确保消光比足够高。

3.2外部电磁干扰耦合

高阻抗开路测量构型对电磁干扰极其敏感,环境工频及其谐波电场通过导线耦合引入噪声,叠加于微弱光电压衰减信号,须采用屏蔽腔体、同轴屏蔽引线及信号平均技术以提升信噪比。


瞬态光电压(TPV)-东谱实验室
原理:以脉冲单色光或白光激励待测器件,器件在开路或高阻负载条件下产生光电压响应,通过高输入阻抗高速数据采集系统记录光电压从建立到衰减的完整时域波形。光脉冲脉宽远短于器件载流子复合寿命,以保证衰减过程完全由器件内部载流子动力学支配。
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