Uma técnica de condutividade de microondas resolvida no tempo para investigar a dinâmica de recombinação direta e mediada por armadilha e determinar as mobilidades de portadoras de semicondutores de filme fino é apresentada aqui.
É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.
Artigo de método
Recombinação Dynamics em Thin-film materiais fotovoltaicos via Condutividade Microondas resolvida no tempo
Neste artigo
Resumo
Resumo
Um método para a investigação dinâmica de recombinação de portadores de carga foto-induzidas em semicondutores de película fina, especificamente em materiais fotovoltaicos perovskitas como halogeneto de organo-chumbo é apresentada. A espessura da película perovskita e coeficiente de absorção são inicialmente caracterizada por perfilometria e espectroscopia de absorção UV-VIS. A calibração de sensibilidade, tanto a potência do laser e da cavidade está descrito em detalhe. Um protocolo para a realização de experiências de flash-fotólise resolvida no tempo Condutividade Microondas (TRMC), um método não-contacto de determinar a condutividade de um material, é apresentada. Um processo para identificar os componentes reais e imaginários do complexo através da realização de condutividade TRMC como uma função da frequência de microondas é dada. dinâmica de portadores de carga são determinadas sob diferentes regimes de excitação (incluindo alimentação e comprimento de onda). Técnicas para distinguir entre processos de deterioração diretos e mediada por armadilha são apresentados e discutidos.Os resultados são modeladas e interpretados com referência a um modelo de cinética geral de portadores de carga fotoinduzida em um semicondutor. As técnicas descritas são aplicáveis a uma ampla gama de materiais, incluindo materiais optoelectrónicos fotovoltaicas orgânicas e inorgânicas, nanopartículas, e realizando / semicondutor filmes finos.
Introdução
Flash-fotólise condutividade microondas resolvida no tempo (FP-TRMC) monitora a dinâmica de portadores de carga foto-animado na escala de tempo ns-microsiemens, tornando-o uma ferramenta ideal para a investigação de processos de recombinação transportadora de carga. Compreender os mecanismos de degradação de portadores de carga foto-induzidas em semicondutores de película fina é de uma importância fundamental em uma variedade de aplicações, incluindo a optimização do dispositivo fotovoltaico. As vidas transportadora induzidas são muitas vezes funções de densidade induzida transportadora, comprimento de onda de excitação, a mobilidade, a densidade armadilha e taxa de ....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Protocolo
Preparação 1. Amostra
Atenção: Alguns produtos químicos utilizados neste protocolo pode ser perigoso para a saúde. Por favor, consulte todas as fichas de dados de segurança do material relevantes antes de qualquer preparação de amostra ocorre. Utilize equipamento adequado de proteção individual (jalecos, óculos de segurança, luvas, etc.) e controles de engenharia (por exemplo, porta-luvas, extractor de fumo, etc.) ao manusear os precursores perovskita e solventes.
NOTA: O objectivo desta secção é para formar uma película fina de espessura uniforme sobre o substrato. Embora este procedi....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Resultados
Os resultados representativos aqui apresentados foram obtidos a partir de um CH 250 nm 3 NH 3 PBI 3 amostra de película fina.
A dinâmica da condutividade 
pode estar relacionada com a dinâmica dos portadores de carga 
através da
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Discussão
Embora a técnica TRMC pode oferecer uma riqueza de informações sobre a dinâmica dos transportadores de carga fotoinduzidos, esta é uma medida indireta da condutividade, e, portanto, cuidado deve ser tomado na interpretação dos resultados. A técnica mede TRMC total mobilidade, e não pode ser usado para distinguir entre electrões e mobilidades furo. O pressuposto subjacente que a condutividade é proporcional à mudança na potência refletida detém apenas quando essa mudança é pequena (<5%) 16. Alé.......
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Divulgações
Os autores não têm nada a divulgar.
Agradecimentos
O agradecimento é feito ao Conselho Australiano de Pesquisa (LE130100146, DP160103008). O JAG é apoiado por um Prêmio Australiano de Pós-Graduação e o DRM por uma ARC Future Fellowship (FT130100214). Agradecemos a Nikos Kopidakis pelas discussões úteis.
....Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Detergente Hellmanex III | Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/z805939?lang=en®ion=AU | Z805939 | Corrosivo e tóxico. Veja SDS. |
| Iodeto de chumbo (II) (99%) | Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/211168?lang=en®ion=AU | 211168 | Tóxico. Veja SDS. |
| Dimetilformamida anidra (99,8%) | Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/227056?lang=en®ion=AU | 227056 | Tóxico. Veja SDS. |
| Dimetilsulfóxido anidro (99,9%) | Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/276855?lang=en®ion=AU | 276855 | Tóxico. Veja SDS. |
| 2-propanol anidro (99,5%) | Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/278475?lang=en®ion=AU&gclid= COnlgPaw780CFQZvvAod17EA4Q | 278475 | |
| Dyesol www.dyesol.com/products/dsc-materials/perovskite-precursors/methylammonium-iodide.html | MS101000 | Também vendido pela Sigma Aldrich | |
| Poli(metacrilato de metila) | Sigma Aldrich | 445746 | |
| Clorobenzeno anidro (99,8%) | Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/445746?lang=en®ion=AU | 284513 | Tóxico. Veja SDS. |
| Equipment | Company | Model | Comentários/Descrição |
| Espectrofotômetro UV-VIS-NIR | Perkin-Elmer | Perfilômetro Lambda 900 | |
| Veeco | Dektak 150 | ||
| Analisador de Rede Vetorial | Keysight www.keysight.com/en/pdx-x201927-pn-N9918A/fieldfox-handheld-microwave-analyzer-265-ghz?cc=US&lc=eng | Fieldfox N9918A | |
| Laser de comprimento de onda ajustável | Opotek www.opotek.com/product/opolette-355 | Opolette 355 | |
| Filtros de densidade neutra | Thorlabs www.thorlabs.hk/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=3193 | NUK01 | |
| Medidor de potência | Thorlabs www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=PM100D | PM100D | |
| Sensor de potência | Thorlabs www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=S401C | S401C | |
| Cavidade | Construído sob medida | A cavidade usada para este experimento foi projetada e construída internamente. |
Referências
- Park, J., Reid, O. G., Blackburn, J. L., Rumbles, G. Photoinduced spontaneous free-carrier generation in semiconducting single-walled carbon nanotubes. Nat. Comm. 6 (8809), (2015).
- Dicker, G., de Haas, M. P., Siebbeles, L. D., Warman, J. M. Electrodeless time-resolved microwave conductivity study of charge-carrier photogeneration in regioregular pol....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Reimpressões e permissões
