La recombinación Dinámica de capa fina en materiales fotovoltaicos a través de conductividad de microondas resuelta en el tiempo

Joanna A. Guse; Timothy W. Jones; Andrew Danos; Dane R. McCamey

doi:10.3791/55232

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Artículo de método

La recombinación Dinámica de capa fina en materiales fotovoltaicos a través de conductividad de microondas resuelta en el tiempo

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DOI:

10.3791/55232

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6 de marzo de 2017

Joanna A. Guse¹^,² , Timothy W. Jones³ , Andrew Danos⁴ , Dane R. McCamey¹^,²

¹ARC Centre of Excellence in Exciton Science, ²School of Physics, University of New South Wales, ³CSIRO, CSIRO Energy Centre, ⁴School of Chemistry, University of New South Wales

En este artículo

Resumen

Aquí se presenta una técnica de conductividad de microondas resuelta en el tiempo para investigar la dinámica de recombinación directa y mediada por trampas y determinar las movilidades portadoras de semiconductores de película delgada.

Resumen

Se presenta un método para la investigación de dinámica de recombinación de portadores de carga foto-inducida en semiconductores de película fina, específicamente en materiales fotovoltaicos tales como perovskitas de haluro de organo-plomo. El espesor de la película de perovskita y coeficiente de absorción se caracterizan inicialmente por perfilometría y espectroscopia de absorción UV-VIS. Calibración de tanto la potencia del láser y de la cavidad sensibilidad se describe en detalle. Un protocolo para la realización de experimentos de flash fotólisis de resolución temporal de la conductividad de microondas (TRMC), un método sin contacto de la determinación de la conductividad de un material, se presenta. se da un procedimiento para la identificación de los componentes real e imaginaria de la compleja conductividad mediante la realización de TRMC como una función de frecuencia de microondas. la dinámica de portadores de carga se determinan bajo diferentes regímenes de excitación (incluidos la energía y longitud de onda). Las técnicas para distinguir entre procesos de desintegración directos y atrapan mediada son presentados y discutidos.Los resultados se modelaron y se interpretan con referencia a un modelo cinético general de los portadores de carga fotoinducida en un semiconductor. Las técnicas descritas son aplicables a una amplia gama de materiales optoelectrónicos, incluyendo materiales fotovoltaicos orgánicos e inorgánicos, nanopartículas, y la realización de / semiconductor películas delgadas.

Introducción

Flash fotólisis conductividad de microondas resuelta en el tiempo (FP-TRMC) monitorea la dinámica de los portadores de carga foto-excitada en la escala de tiempo ns-mu s, lo que lo convierte en una herramienta ideal para la investigación de los procesos de recombinación de portadores de carga. La comprensión de los mecanismos de desintegración de los portadores de carga foto-inducida en los semiconductores de película delgada es de importancia clave en una variedad de aplicaciones, incluyendo la optimización del dispositivo fotovoltaico. Los tiempos de vida de soporte inducidos son a menudo las funciones de densidad inducida portadora, onda de excitación, la movilida....