Name: Zaman çözülmesi Mikrodalga İletkenlik aracılığıyla İnce film Fotovoltaik Malzemeler rekombinasyon Dinamikleri (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-03-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 30 s
Description: Öğrenin, ince film fotovoltaik malzemelerde fotoindüklenmiş yük taşıyıcılarının rekombinasyon dinamiklerini zamana bağlı mikrodalga iletkenlik (TRMC) yöntemiyle nasıl ölçebilirsiniz. Bu temassız teknik, elektriksel kontak olmadan taşıyıcı ömrü ve hareketliliği belirlemenizi sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Avustralya Araştırma Konseyi'ne teşekkür edilmiştir (LE130100146, DP160103008). JAG, Avustralya Yüksek Lisans Ödülü ve DRM, ARC Future Fellowship (FT130100214) tarafından desteklenmektedir. Yararlı tartışmalar için Nikos Kopidakis'e teşekkür ederiz.

<ol><li>Park, J., Reid, O. G., Blackburn, J. L., Rumbles, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoinduced+spontaneous+free-carrier+generation+in+semiconducting+single-walled+carbon+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Comm%22%5BJournal%5D)">Photoinduced spontaneous free-carrier generation in semiconducting single-walled carbon nanotubes.</a> Nat. Comm. 6 (8809), (2015).</li>
<li>Dicker, G., de Haas, M. P., Siebbeles, L. D., Warman, J. M. <a target="_blank" href="http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.70.045203">Electrodeless time-resolved microwave conductivity study of charge-carrier photogeneration in regioregular poly (3-hexylthiophene) thin films.</a> Phys. Rev. B. 70 (4), 045203(2004).</li>
<li>Oga, H., Saeki, A., Ogomi, Y., Hayase, S., Seki, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+understanding+of+the+electronic+and+energetic+landscapes+of+perovskite+solar+cells%3A+high+local+charge+carrier+mobility%2C+reduced+recombination%2C+and+extremely+shallow+traps%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Improved understanding of the electronic and energetic landscapes of perovskite solar cells: high local charge carrier mobility, reduced recombination, and extremely shallow traps.</a> J. Am. Chem. Soc. 136 (39), 13818-13825 (2014).</li>
<li>Ponseca, C. S. Jr, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organometal+halide+perovskite+solar+cell+materials+rationalized%3A+ultrafast+charge+generation%2C+high+and+microsecond-long+balanced+mobilities%2C+and+slow+recombination%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Organometal halide perovskite solar cell materials rationalized: ultrafast charge generation, high and microsecond-long balanced mobilities, and slow recombination.</a> J. Am. Chem. Soc. 136 (14), 5189-5192 (2014).</li>
<li>Guse, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spectral+dependence+of+direct+and+trap-mediated+recombination+processes+in+lead+halide+perovskites+using+time+resolved+microwave+conductivity%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Spectral dependence of direct and trap-mediated recombination processes in lead halide perovskites using time resolved microwave conductivity.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 12043-12049 (2016).</li>
<li>Kunst, M., Abdallah, O., Wünsch, F. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927024801001817">Passivation of silicon by silicon nitride films.</a> Solar energy materials and solar cells. 72 (1-4), 335-341 (2002).</li>
<li>Hutter, E. M., Eperon, G. E., Stranks, S. D., Savenije, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Charge+Carriers+in+Planar+and+Meso-Structured+Organic-Inorganic+Perovskites%3A+Mobilities%2C+Lifetimes+and+Concentrations+of+Trap+States%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">Charge Carriers in Planar and Meso-Structured Organic-Inorganic Perovskites: Mobilities, Lifetimes and Concentrations of Trap States.</a> J. Phys. Chem. Lett. 6 (15), 3082-3090 (2015).</li>
<li>Cosme, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927024814005509">Lifetime assessment in crystalline silicon: From nanopatterned wafer to ultra-thin crystalline films for solar cells.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 135, 93-98 (2015).</li>
<li>Katoh, R., Furube, A., Yamanaka, K. I., Morikawa, T. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jz1011548">Charge separation and trapping in N-doped TiO2 photocatalysts: A time-resolved microwave conductivity study.</a> J. Phys. Chem. Lett. 1 (22), 3261-3265 (2010).</li>
<li>Colbeau-Justin, C., Valenzuela, M. A. <a target="_blank" href="http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=57027860002">Time-resolved microwave conductivity (TRMC) a useful characterization tool for charge carrier transfer in photocatalysis: a short review.</a> Revista mexicana de física. 59 (3), 191-200 (2013).</li>
<li>Luna, A. L., et al. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/297442043_Synergetic_Effect_of_Ni_and_Au_Nanoparticles_Synthesized_on_Titania_Particles_for_Efficient_Photocatalytic_Hydrogen_Production">Synergetic effect of Ni and Au nanoparticles synthesized on titania particles for efficient photocatalytic hydrogen production.</a> Applied Catalysis B: Environmental. 191, 18-28 (2016).</li>
<li>Ferguson, A. J., Kopidakis, N., Shaheen, S. E., Rumbles, G. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp7113412">Quenching of excitons by holes in poly (3-hexylthiophene) films.</a> J. Phys. Chem. C. 112 (26), 9865-9871 (2008).</li>
<li>Ferguson, A. J., Kopidakis, N., Shaheen, S. E., Rumbles, G. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp208014v">Dark carriers, trapping, and activation control of carrier recombination in neat P3HT and P3HT: PCBM blends.</a> J. Phys. Chem. C. 115 (46), 23134-23148 (2011).</li>
<li>Savenije, T. J., Ferguson, A. J., Kopidakis, N., Rumbles, G. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp406706u">Revealing the Dynamics of Charge Carriers in Polymer:fullerene Blends Using Photoinduced Time-Resolved Microwave Conductivity.</a> J. Phys. Chem. C. 117 (46), 24085-24103 (2013).</li>
<li>Xiao, Z., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/ee/c4ee01138d">Efficient, high yield perovskite photovoltaic devices grown by interdiffusion of solution-processed precursor stacking layers.</a> Energy Environ. Sci. 7 (8), 2619-2623 (2014).</li>
<li>Infelta, P. P., De Haas, M. P., Warman, J. M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0146572477900449">The study of the transient conductivity of pulse irradiated dielectric liquids on a nanosecond timescale using microwaves.</a> Radiat. Phys. Chem. 10 (5-6), 353-365 (1977).</li>
<li>Saeki, A., Seki, S., Sunagawa, T., Ushida, K., Tagawa, S. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/14786430500380159">Charge-carrier dynamics in polythiophene films studied by in-situ measurement of flash-photolysis time-resolved microwave conductivity (FP-TRMC) and transient optical spectroscopy (TOS).</a> Philosophical Magazine. 86 (9), 1261-1276 (2006).</li>
<li>Choi, W., Miyakai, T., Sakurai, T., Saeki, A., Yokoyama, M., Seki, S. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4891052">Non-contact, non-destructive, quantitative probing of interfacial trap sites for charge carrier transport at semiconductor-insulator boundary.</a> Appl. Phys. Lett. 105 (3), 033302(2014).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

TRMC tekniği fotokimyasal yük taşıyıcı dinamikleri hakkında bilgi hazinesi sunabilir iken, bu iletkenlik dolaylı bir ölçüsüdür ve bu nedenle sonuçları yorumlanırken alınacak ihtiyaçlar bakım. TRMC tekniği toplam hareketlilik ölçer ve elektron ve delik hareketlilik ayırt etmek kullanılamaz. Bu değişiklik küçük (&lt;% 5) 16 olduğu zaman iletkenliği yansıyan güç değiştirmek orantılı olduğunu altta yatan varsayım tutar. bozunumunda rezonans frekansı kayma büyükse Ayrıca, daha sonra, toplam (kompleks)...

Flash photolysis zamana bağımlı mikrodalga iletkenlik (FP-TRMC) o yük taşıyıcı rekombinasyon süreçleri araştırmak için ideal bir aracı yapma, ns-us zaman ölçeğinde fotoğraf heyecanlı yük taşıyıcılarının dinamiklerini izler. ince film yarıiletkenlerdeki fotoğraf kaynaklı yük taşıyıcıların çürüme mekanizmalarının anlaşılması fotovoltaik cihaz optimizasyonu da dahil olmak üzere uygulamalar, bir dizi kilit öneme sahiptir. kaynaklı taşıyıcı ömürleri genellikle kaynaklı taşıyıcı yoğunluğu, dalgaboyu, hareketlilik, tuzak yoğunluğu ve yakalama oranı fonksiyonları bulunmaktadır. Bu kağıt taşıyıcı dinamik bağımlılıkları (yoğunluk, dalga boyu, mikrodalga frekansı) ve yorumların geniş bir yelpazede soruşturma zamanı Çözülmüş Mikrodalga İletkenlik (TRMC) tekniğinin çok yönlülüğünü gösteriyor. Işıkla ücretleri kendi hareketlilik ve Degre bağlı gerçek ve bir malzemenin dielektrik sabiti hayali parçaları hem değiştirebilir<html> hapsi / yerelleşme 1 e. Bir malzemenin iletkenliği <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55232/55232eq1.jpg" /> karmaşık dielektrik sabiti ile doğru orantılıdır <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55232/55232eq2.jpg" /> nerede <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55232/55232eq3.jpg" /> Mikrodalga elektrik alanının frekansı, <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55232/55232eq4.jpg" /> ve <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55232/55232eq5.jpg" /> dielektrik sabiti gerçek ve sanal kısımları vardır. Bu durumda, iletkenlik, gerçek kısmı dielektrik sabiti hayali bölümü ile ilgilidir, ve iletkenlik (daha sonra kutuplaşma olarak anılacaktır) hayali bölümü rezonans frekansında bir değişim ile ilişkili ise, mikrodalga emme üzerine eşlenebilir mikrodalga alanının 1. t &quot;&gt; TRMC diğer tekniklere göre çeşitli avantajlar sunuyor. Örneğin, DC fotoiletkenlik ölçümleri elektrotlar ile malzeme temas kaynaklanan. Geliştirilmiş rekombinasyon elektrot / malzeme arayüzünde, geri ücretleri enjeksiyon bu arayüz üzerinden komplikasyonların bir dizi muzdarip, hem de eksitonlar ve geminate çiftleri gelişmiş ayrışma itibariyle vadesi uygulanan voltaja 2 ölçülen taşıyıcı hareketlilik ve yaşamlar çarpıklıklara yol açarlar. Buna karşılık için, TRMC kişileri arasında transferini şarj nedeniyle Sapmayan taşıyıcıların içsel hareketliliği ölçen bir electrodeless tekniktir . Taşıyıcı dinamikleri için bir prob olarak mikrodalga gücünü kullanarak önemli bir avantajı da yük taşıyıcılar, çürüme mekanizmalarının bozunma ömürleri izlenmesi olarak / yollar da incelenebilir olmasıdır. TRMC toplam hareket 3 ve ömrünü belirlemek için kullanılabilirindüklenmiş yük taşıyıcıların süresi 4. Bu parametreler daha sonra, doğrudan ve tuzak aracılı rekombinasyon mekanizmaları 3, 5 arasında ayırt etmek için kullanılabilir. Bu iki ayrı bozunma yollarının bağımlılığı kantitatif taşıyıcı yoğunluğu 3, 5 ve uyarım enerji / dalga boyu 5 bir fonksiyonu olarak analiz edilebilir. Kaynaklı taşıyıcıların yerelleştirme / lohusalık (dielektrik sabiti gerçek bir parçası vs hayali) kutuplanabilirlik 5 vs iletkenlik çürüme karşılaştırılarak incelenebilir. Buna ek olarak, ve belki de en önemlisi, TRMC yük taşıyıcı bozunma yollar olarak hareket tuzak durumları karakterize etmek için kullanılabilir. Yüzey tuzakları, örneğin, unpassivated örneklerin 6 vs pasifize karşılaştırarak toplu tuzakları ayırt edilebilir. Alt bandaralıklı devletler candoğrudan alt bandaralıklı uyarma enerjileri 5 kullanılarak araştırılmalıdır. Tuzak yoğunlukları TRMC verileri 7 oturtulması ile çıkarılabilir. , Nanotüpler 1, organik yarı iletkenler 12, maddi karışımları gibi silikon 6, 8 ve TiO2 9, 10 gibi geleneksel ince film yarı iletkenler 11 nanopartiküller: nedeniyle bu tekniğin çok yönlülük, TRMC gibi malzemelerin geniş bir yelpazede çalışma uygulanmıştır 13, 14, ve hibrit fotovoltaik malzeme 3, 4, 5. TRMC kullanılarak niceliksel bilgileri elde etmek için, doğru bir sayı tespit edebilmek için çok önemlidirBelirli bir optik uyarma için fotonlar emilir. İnce filmlerin, nanopartiküller, çözeltiler ve opak numunelerin emme ölçülmesi için yöntemler, farklı olduğundan, burada sunulan örnek hazırlama ve kalibrasyon teknikleri ince film örnekleri için özel olarak tasarlanmıştır. Ancak, sunulan TRMC ölçüm protokolü çok genel.

<table><tbody><tr><td>Hellmanex III deterjan</td><td>Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/z805939?lang=en&region=AU</td><td>Z805939</td><td>Aşındırıcı ve toksiktir. Bkz. SDS.</td></tr><tr><td>Kurşun (II) iyodür (% 99)</td> <td>Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/211168?lang=en&region=AU</td><td>211168</td><td>Toksik. Bkz. SDS.</td></tr><tr><td>Susuz dimetilformamid (% 99.8)</td> <td>Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/227056?lang=en&region=AU</td><td>227056</td><td>Toksik. Bkz. SDS.</td></tr><tr><td>Susuz dimetilsülfoksit (% 99.9)</td> <td>Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/276855?lang=en&region=AU</td><td>276855</td><td>Toksik. Bkz. SDS.</td></tr><tr><td>Susuz 2-Propanol (% 99.5)</td><td>Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/278475?lang=en&region=AU&gclid= COnlgPaw780CFQZvvAod17EA4Q</td><td>278475</td><td></td></tr><tr><td>Metilamonyum iyodür</td><td>Boyasol www.dyesol.com/products/dsc-materials/perovskite-precursors/methylammonium-iodide.html</td><td>MS101000</td><td>Ayrıca Sigma Aldrich</td></tr><tr><td>Poli (metil metakrilat)</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>445746</td><td></td></tr><tr><td>Susuz klorobenzen (% 99,8)</td> <td>tarafından satılmaktadır.Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/445746?lang=en&region=AU</td><td>284513</td><td>Zehirli. Bkz. SDS.</td></tr><tr><td><güçlü > Ekipman< / güçlü ></td> <td>< güçlü > Şirket< / güçlü ></td> <td>< güçlü >Model< / güçlü ></td> <td>< güçlü > Yorumlar / Açıklama< / güçlü ></td></tr> <tr><td>UV-VIS-NIR spektrofotometre</td><td>Perkin-Elmer ve nbsp;</td><td>Lambda 900</td><td></td></tr><tr><td>Profilometre</td><td>Veeco</td><td>Dektak 150</td><td></td></tr><tr><td>Vektör Ağ Analizörü</td><td>Keysight www.keysight.com/en/pdx-x201927-pn-N9918A/fieldfox-handheld-microwave-analyzer-265-ghz?cc=US&lc=eng</td><td>Fieldfox N9918A</td><td></td></tr><tr><td>Ayarlanabilir dalga boyu lazeri</td><td>Opotek www.opotek.com/product/opolette-355</td><td>Opolette 355</td><td></td></tr><tr><td>Nötr yoğunluk filtreleri</td><td>Thorlabs www.thorlabs.hk/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=3193</td><td>NUK01</td><td></td></tr><tr><td>Güç ölçer</td><td>Thorlabs www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=PM100D</td><td>PM100D</td><td></td></tr><tr><td>Güç sensörü</td><td>Thorlabs www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=S401C</td><td>S401C</td><td></td></tr><tr><td>Boşluk</td><td>Özel yapım</td><td></td><td>Bu deney için kullanılan boşluk şirket içinde tasarlanmış ve inşa edilmiştir.</td></tr></tbody></table>

zaman çözülmesi mikrodalga İletkenlik aracılığıyla İnce film fotovoltaik malzemeler rekombinasyon dinamikleri

Recombination Dynamics in Thin-film Photovoltaic Materials via Time-resolved Microwave Conductivity

özellikle bu tür organo-kurşun halojenür perovskitteki olarak fotovoltaik malzemelerin ince film yarıiletkenlerdeki fotoğraf kaynaklı yük taşıyıcıların rekombinasyon dinamiklerini araştırmak için bir yöntem sunulmuştur. perovskit film kalınlığına ve emme katsayısı, ilk profilometre ve UV-VIS emilim spektroskopisi ile karakterize edilir. lazer gücü ve kavite, her iki hassasiyet yoklaması ayrıntılı olarak anlatılmıştır. Flaş fotoliz Zaman Çözümlemeli Mikrodalga İletkenlik (TRMC) deneyler için bir protokol, bir malzemenin iletkenliğini belirleyen bir temassız yöntem sunulmuştur. Mikrodalga, frekansın bir fonksiyonu olarak TRMC gerçekleştirerek karmaşık iletkenlik gerçek ve sanal bileşenlerini tanımlamak için bir yöntem verilmiştir. Yük taşıyıcı dinamiği (güç ve dalga boyu hem dahil) farklı uyarma rejimler altında belirlenir. doğrudan ve tuzak aracılı çürüme süreçleri arasında ayrım Teknikleri sunulmuş ve tartışılmıştır.Sonuçlar modellenmiş ve bir yarı iletken fotokimyasal yük taşıyıcıların genel kinetik modele atıfta bulunarak yorumlanır. tarif edilen teknikler organik ve inorganik fotovoltaik malzeme, nanopartiküller içeren optoelektronik malzeme, geniş bir yelpazede uygulanabilir ve ince filmler yarı iletken / iletken.

Burada yer alan Örnek sonuçlar 250 nm CH3 NH3 PBI 3 ince film numunesi elde edildi. iletkenlik dinamikleri <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55232/55232eq54.jpg" /> yük taşıyıcıların dinamikleri ile ilişkili olabilir <img alt="Denklem" src="/files/ftp_upload/55232/55232eq55.jpg" /> üzerinden <img alt="Denklem" src="/files/ftp_...

Doğrudan ve tuzak aracılı rekombinasyon dinamiklerini araştırmak ve ince film yarı iletkenlerinin taşıyıcı hareketliliklerini belirlemek için Zaman Çözümlü Mikrodalga İletkenlik tekniği burada sunulmuştur.

Zaman çözülmesi Mikrodalga İletkenlik aracılığıyla İnce film Fotovoltaik Malzemeler rekombinasyon Dinamikleri

A method for investigating recombination dynamics of photo-induced charge carriers in thin film semiconductors, specifically in photovoltaic materials ...

Bu deneyin genel amacı, foto-indüklenmiş yük taşıyıcıların ve ince film fotovoltaik malzemelerin rekombinasyon dinamiklerini ölçmek için yansıyan mikrodalga gücünü kullanmaktır. Bu yöntem, tuzak durumları ve banttan-banda rekombinasyon süreçleri üzerinden foto-indüklenmiş yük taşıyıcı bozunumunu ölçtüğü için fotovoltaik alanında kullanışlıdır. Bu tekniğin temel avantajı, numuneye elektriksel kontaklar gerektirmemesidir.Bu, ölçülen ömürlerin ve iletkenliklerin katotların varlığıyla bozulmadığı anlamına gelir. İlk olarak, hazırlanmış bir ölçüm örneği de dahil olmak üzere, ölçümleri gerçekleştirmek için gerekli bazı elementleri toplayın. Bu ince film perovskit örneği karakterize edilmiş ve ilgilenilen dalga boyları seçilmiştir.Numuneye ek olarak, bir mikrodalga boşluğu, ağ analizörü ve lazer hazır bulundurun. Numune, birbirine vidalanmış dört çeyrek dalga plakasından oluşan bu özel mikrodalga boşluğuna yerleştirilecektir. Bir iris, mikrodalgaları boşluğa bağlar ve mikrodalga kısa devredeki bir fiber portu optik erişim sağlar.Teflon bir numune tutucu, boşluğa yerleştirilir. Bir difüzör, gelen ışığın mekansal olarak homojen olmasını sağlarken, bir ayar vidası boşluk kalite faktörünü değiştirir. Lazer, görünür bölgeden kızılötesi dalga boylarına kadar ayarlanabilirdir.Gerekli daha küçük optik elemanlar arasında bir eksen dışı parabolik ayna kuplörü ve nötr yoğunluk filtreleri yer alır. Lazer dalga boyunu istenen değere ayarlayarak ışını bir eksen dışı kuplöre yönlendirin. Aynanın optik ekseni ile hizalamayı kontrol etmek için bir ışın kartı kullanın.Spot, kuplöre yaklaşık olarak merkezinden girmelidir. Ardından, nihayetinde boşluğa bağlanacak olan bir optik fiber temin edin. Fiberin bir ucunu fiber kuplörüne bağlayın.Diğer ucu bir güç sensörü ve ölçerle bağlayın. Düşük lazer gücü kullanın ve fiber kuplörü ayarlarken fiberin çıktısını izlemeye başlayın. Fiber kuplajını maksimize etmek için kuplörün eğim açısını ayarlayın.Güç metresini izlemeye devam edin ve maksimum gücü kaydedettiğinde durun. Bağlayıcı üzerindeki eğim açısı ayarlamaları, herhangi bir şeye çarpmamaya dikkat ederek yavaşça yapılmalıdır. Lazer gücünü kademeli olarak artırarak ve bağlayıcı yönlemini daha fazla ayarlayarak kuplajı hassaslaştırın.Kavite kayıp faktörünü belirlemek için, fiberden çıkan lazer gücünü numuneye gelen güç ile karşılaştırın. İlk olarak, lazeri açın ve fiber üzerinden çıkan gücü ölçün. Ardından, numune konumundaki gücü ölçmek için kavite ile çalışın.Kavite çeyrek dalga plakalarından oluştuğu için, numune konumuna erişmek amacıyla onu sökün. Söküldüğünde, elektrik alanının maksimum olduğu numune konumuna tutucu boyutunda bir maske yerleştirin. Numunedeki gücü ölçmek için maskenin arkasına bir güç sensörü yerleştirin.Şimdi, eşleşmiş fiberi boşluğa bağlayın. Seçilen dalga boyu için numune konumundaki gücü ölçün. Ardından fiberi ayırın, güç sensörünü ve maskeyi numune konumundan çıkarın ve boşluğu sonraki adımlara hazırlamak için yeniden monte edin.Numune tutucu, numuneyi boşlukta merkezleyecek şekilde tasarlanmıştır. Numuneyi numune tutucunun üzerine yerleştirin. Numune tutucunun lazer giriş portuna dönük olduğundan emin olun.Numune tutucuyu boşluğa yerleştirin. Boşluk hassasiyetinin kalibrasyonu için bir ağ analizörü ve bir sirkülatör gereklidir. Ağ analizörünün birinci portunu, sirkülatör giriş portu birine bağlayın.Sirkülatörün iki numaralı portunu kavitasyonun mikrodalga kuplörüne bağlayın. Numuneden yansıyan tüm radyasyon sirkülatörden üç numaralı port aracılığıyla çıkacaktır. Bu portu da ağ analizörünün portuna bağlayın.Ardından, yansımış gücün iki portlu S21 ölçümünü gerçekleştirmek için ağ analizörünü kullanın. Ekranı, bu boşluk için yaklaşık 6,5 gigahertz olan boşluk rezonans frekansına göre yeniden merkezleyin. Daha sonra ekranın frekans aralığını bir gigahertz olarak ayarlayın.Yüklü boşluğun rezonans frekansını bulun, işaretleyin ve merkezleyin. Son olarak, rezonans eğrisini kaydetmeden önce yakınlaştırın. Şimdi boşluğun kalite faktörünü ayarlamaya başlayın.Bunu yapmak için, boşluk üzerindeki ayar vidasını düzenleyin. Kalite faktörünü optimize etmek için rezonans eğrisini gözlemleyin. Optimum bir kalite faktörü, genellikle zaman çözünürlüğü ile ölçüm doğruluğu arasında bir uzlaşıdır.Kavite duyarlılık faktörü, yüklü kavitenin rezonans eğrisinden hesaplanabilir. Bir sonraki adım, zaman çözünürlüklü mikrodalga iletkenlik veya TRMC ölçümünün kurulmasıdır. Lazeri ilgilenilen dalga boylarından birine ayarlayın ve çıkış gücünü maksimuma getirin.Ardından, fiber üzerinden iletilen lazer gücünü ölçmek için bir güç sensörü kullanın. Fiberi güç sensöründen çıkarın, ardından fiberi kovuğun optik girişine bağlayın. Kovuğun diğer ucunda, ağ analizörü ve sirkülatör, kovuk hassasiyet kalibrasyonunda olduğu gibi bağlı kalmaya devam eder.Analizör şu an geçici bir moddadır ve bu şema, ağ analizörü portlarının yeni işlevlerini açıkça göstermektedir. Birinci port mikrodalga kaynağıdır. İkinci port ise dedektördür.Lazer girişi şemada yer almamaktadır ve şemadaki amplifikatör network analizöre entegre edilmiştir. Yaygın bir alternatif düzenek olarak dedektör şeklinde osiloskop içinde bir mikrodalga diyot kullanılır. Şimdi network analizör ile çalışın.Ağ analizörünün frekans açıklığını sıfıra ayarlayarak geçici tespit özelliğini etkinleştirin. Ölçüm frekansını, daha önce ölçülen yüklü boşluğun rezonans frekansına ayarlayın. Ardından, mikrodalga kaynağını konfigüre edin.Mikrodalga kaynak frekansını ölçüm frekansına, çıkış gücünü ise sıfır dBm'ye ayarlayın. Ardından, lazerin ağ analizörünü tetiklemesini sağlayın. Lazer tetikleme çıkışını ağ analizörüne bağlayın.Laser darbesinden önceki birkaç mikrosaniyelik karanlık sinyali ile birlikte sinyalin yükselişini yakalayabilmek için harici tetikleyiciyi etkinleştirin ve tetikleme ofsetini bulun. Son olarak, geçici kuyruğun başlangıç sönümlenmesinden çok daha uzun olacağı şekilde analizörün zaman tabanını ayarlayın. Elde edilen zaman çözünürlüklü mikrodalga iletkenlik izini kaydedin.Optimal parametreler belirlendikten sonra, bunları zamana bağlı mikrodalga iletkenliği veya TRMC ölçümlerini otomatize etmek için kullanın. Kompleks iletkenlik hakkında veri toplamak için bu ölçümü çeşitli mikrodalga frekanslarında tekrarlayın. Boşluk rezonans eğrisini inceleyerek ve eğriyi kapsayan birkaç frekans seçerek frekans taramasını belirleyin.Ölçüm frekansını taramadaki ilk frekansa ayarlamak için ağ analizörünü kullanın. Kaynak frekansını ölçüm frekansına göre ayarlayın. Bir TRMC izi elde etmek için daha önce belirlenen optimal ölçüm parametrelerini kullanın.Bu geçici sinyalden arka plan çıkarılmıştır. Bu ölçümü seçilen her frekans için tekrarlayın. Şiddete bağlı TRMC verileri elde etmek için, öncelikle lazeri maksimum güçte ilgili bir dalga boyuna ayarlayın.Fiberi boşluktan çıkarın ve fiber üzerinden iletilen gücü ölçün. Devam etmeden önce fiberi boşluğa yeniden bağlayın. Deneysel parametreleri girerek otomatik veri toplamayı başlatın.Lazeri açın. Lazerin atım ile atım arasındaki güç varyasyonlarını hesaba katmak için en az 100 iz üzerinden geçici bir ortalama elde edin. Bu değer bulunduğunda lazeri kapatın.Lazeri tekrar açmadan önce ışın yolu üzerindeki iki iris arasına bir nötr yoğunluk filtresi yerleştirin. Farklı nötr yoğunluk filtreleri kullanarak bu düzenek için ölçüm adımlarını tekrarlayın. İdeal olarak, ölçümler iki büyüklük mertebesine yayılan güç değerlerinde alınmalıdır.Bu log-log grafiği, Gauss cihaz tepki fonksiyonu ile evriştirilmiş bir kinetik model kullanılarak zaman çözünürlüklü mikrodalga iletkenlik verilerinin uyumlamasını göstermektedir. Bir uyumlama kullanarak, taşıyıcı ömürlerinin ve tuzak yoğunluklarının belirlenmesi, ayrıca doğrudan ve tuzak aracılı rekombinasyon süreçlerinin karakterize edilmesi mümkündür. Bu grafikteki her bir iz, santimetrekare başına 10¹² ile 10¹⁴ arasında gözlemlenen protonların uyarılma yoğunluğundaki geçici bir iletkenliğe karşılık gelmektedir.Şiddetler, nötr yoğunluk filtreleri kullanılarak değiştirilmiştir. Geçici iletkenlik verileri, toplam taşıyıcı hareketliliğinin şiddet bağımlılığının elde edilmesine olanak tanır. Bu veriler için uyarılma dalga boyu 530 nanometredir.Bu izler, bir TRMC izinin ayrıştırılmasını ve iletkenliğin reel ve imajiner bileşenlerinden gelen katkıları temsil etmektedir. Kırmızı izler, karanlık yüklü boşluğun rezonans frekansında alınan verileri göstermektedir. Yeşil iz ise iletkenliğin reel kısmının sönümlenmesini vermektedir.Polarizasyonun sönümlenmesi mavi renkle gösterilmiştir. Mavi renkteki polarizasyon sönümlenme kuyruğu, yeşil renkteki iletkenlik sönümlenme kuyruğundan önemli ölçüde daha küçüktür. Bu durum, lokalize tuzak durumları aracılığıyla gerçekleşen sönümlenme ile tutarlıdır.Bir kez ustalaşıldığında, her bir TRMC izi birkaç dakika içinde alınabilir. Bu deneyler gerçekleştirilirken, fiberden çıkan güç dahil tüm lazer güç ayarlarının, dalga boyunun ve kullanılan tüm nötr yoğunluk filtrelerinin doğru şekilde kaydedilmesi önemlidir. Zaman çözünürlüklü fotolüminesans ölçümleri, TRMC kullanılarak ölçülen birleşik rekombinasyon süreçlerini doğrudan rekombinasyon yollarından ayırmak için TRMC ölçümleriyle birlikte kullanılabilir.Bu teknik; ince film fotovoltaik duyarlılaştırıcılar, karbon nanotüpler ve titanyum dioksit nanoparçacıkları da dahil olmak üzere çok geniş bir yarı iletken malzeme yelpazesinde yük taşıyıcı rekombinasyon süreçlerinin araştırılmasının önünü açmıştır. Yüksek güçlü lazerlerle çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini unutmayın; lazer ışınının kapatılması ve uygun gözlüklerin takılması gibi önlemler her zaman alınmalıdır.

recombination-dynamics-thin-film-photovoltaic-materials-via-time

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Organik fotovoltaik (OPV) malzemeler nanometre ölçeğinde doğal homojen olmayan vardır. OPV malzemelerin Nanoseviye inhomojenlik fotovoltaik cihazların performansını etkiler. Bu yazıda, alt-100 nm çözünürlükte OPV malzemelerin elektriksel ve mekanik özelliklerinin kantitatif ölçümler için bir protokol açıklar.

Eşzamanlı Sayısal İletkenlik ve AFM kullanarak Organik Fotovoltaik Malzemeler Mekanik Özellikleri Ölçümleri

Düzensiz numunelerdeki uzunluk ölçeklerini araştırmak için nötron saçılma tekniği olarak spin eko çözümlü otlatma insidansı saçılma (SERGIS) kullanımında ilerleme kaydedildi. [6,6]-fenil-C61-bütirik asit metil ester kristalitleri SERGIS tekniği ve optik ve atomik kuvvet mikroskopisi ile doğrulanan sonuçlar kullanılarak araştırıldı.

Nötron Spin Echo'nun Kullanılması, Organik Güneş Hücresi Malzemelerini Araştırmak İçin Otlatma İnsidansını Dağıtmayı Çözdü

Düzensiz yapılar fonksiyonel kusur tasarımlar fotonik band aralığına ve eşi görülmemiş bir özgürlük oluşturulması için yeni mekanizmalar sunuyoruz. Düzensiz sistemlerin hesaplamalı zorlukları aşmak için, biz PBG malzemelerin yeni sınıf modüler makroskopik örnekleri inşa ve kolay ve ucuz bir şekilde, onların ölçek değişmeyen fotonik özelliklerini karakterize etmek için mikrodalga kullanın.

Düzensiz Fotonik Bandgap Malzemelerin Fotonik Properties Çalışması Mikrodalga ve Dielektrik Katı makroskopik Örnekleri kullanma

Kalay sülfür (SnS), Dünya'da bol miktarda bulunan, toksik olmayan güneş pilleri için aday bir malzemedir. Burada, %4,36 sertifikalı güç dönüştürme verimliliği sağlayan atomik katman biriktirme ve %3,88 sağlayan termal buharlaşma kullanan SnS güneş pillerinin üretim prosedürünü gösteriyoruz.

Termal Buharlaşma ve Atomik katman Biriktirme tarafından Record-verimlilik SNS Güneş Pilleri yapma

Burada, bir mini-slot kalıp kaplayıcı ve sinkrotron saçılma teknikleri kullanılarak ilgili in-line yapı karakterizasyonu kullanarak organik ince film güneş pilleri imal etmek bir protokol mevcut.

Toplu Heterojonksiyonlar Solar Hücre Baskı İmalatı ve In Situ Morfoloji Karakterizasyonu

Yarı iletken malzemelerdeki çıkıkların ve tane sınırlarının optik, elektriksel ve yapısal özellikleri, taramalı elektron mikroskobunda yapılan deneylerle belirlenebilir. Elektron mikroskobu, katodolüminesans, elektron ışını kaynaklı akım ve geri saçılan elektronların kırınımını araştırmak için kullanılmıştır.

Bir Tarama Elektron Mikroskobu tarafından Yarıiletken Malzemelerin Genişletilmiş Kusur Kapsamlı Karakterizasyonu

Fizyolojik olarak ilgili koşullar altında yaşayan mikrobiyal biyofilmler elektriksel iletkenlik ölçüm için bir protokol sunulmuştur.

Elektron taşıma yaşayan biyofilmler ile karakterize

Burada, bir sütun halinde photoexcited molekülleri etrafında yerel yapıların deformasyonlar gözlemleri sağlayan diferansiyel-algılama analizleri zaman karar vermek kızılötesi titreşim spektroskopisinin ve elektron kırınım protokolleri mevcut sıvı kristal, yapısı ve bu fotoaktif malzeme dinamikleri arasındaki ilişki üzerine atomik bir bakış açısı veren.

Yapısal Photoresponsive sıvı kristaller dinamikleri gözlemlemek için yeni teknikleri

Yarı iletkenler önemli fiziksel parametrelerden biri, taşıyıcı ömür boyu burada mikrodalga photoconductivity çürüme yöntemi kullanan bir iletişim kuralı ölçülür.

Taşıyıcı ömür boyu ölçümlerde mikrodalga Photoconductivity çürüme yöntemi aracılığıyla yarı iletkenler

Senkrotron ışın larında X-ışını indüklenen akım ölçümleri için bir kurulum tanımlanmıştır. Bu güneş pilleri nanoölçekli performansını açıklar ve multi-modal X-ışını mikroskopisi için teknikpaketi genişletir. Kablolamadan sinyale-gürültü optimizasyonuna kadar, sert bir X-ışını mikroprobunda son teknoloji XBIC ölçümlerinin nasıl yapılacağını gösterir.

Güneş Pillerinin Çok Modal X-ışını Mikroskobu için X-ışını Indüklenen Akım Ölçümleri

Öğrenin, ince film fotovoltaik malzemelerde fotoindüklenmiş yük taşıyıcılarının rekombinasyon dinamiklerini zamana bağlı mikrodalga iletkenlik (TRMC) yöntemiyle nasıl ölçebilirsiniz. Bu temassız teknik, elektriksel kontak olmadan taşıyıcı ömrü ve hareketliliği belirlemenizi sağlar.

Zaman çözülmesi Mikrodalga İletkenlik aracılığıyla İnce film Fotovoltaik Malzemeler rekombinasyon Dinamikleri

Daha fazla video keşfet