全无机卤化物钙钛矿的载流子动力学过程:光致发光光谱研究
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更新于2024-07-15
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"全无机卤化物钙钛矿的载流子动力学过程通过光致发光光谱探索"
在当前的太阳能电池研究领域,全无机卤化物钙钛矿因其出色的光电性能而备受关注。全无机卤化物钙钛矿太阳能电池的功率转换效率(PCE)在近几年取得了显著的提升。然而,要提高这种材料的PCE,关键在于深入理解其内在的物理性质,特别是光产生的载流子(电子和空穴)的动力学过程。
这篇综述聚焦于利用光致发光光谱(Photoluminescence Spectroscopy, PL)技术对全无机卤化物钙钛矿中的载流子动态过程进行探索。光致发光是一种材料吸收光子后释放出光子的现象,通常用于研究材料的能级结构、载流子寿命和复合机制等。在钙钛矿材料中,PL光谱能够揭示载流子的产生、迁移、复合以及陷阱状态等关键信息。
JINGCHEN, CHAOZHANG, XIAOLIN LIU, LINPENG, JIALIN 和 XIANFENG CHEN等人分别来自上海电力大学物理系、上海交通大学先进光学通信系统与网络国家重点实验室、山东师范大学光操纵与应用协同创新中心,他们共同撰写了这篇研究文章。作者们详细介绍了如何通过光致发光光谱来分析全无机卤化物钙钛矿中的载流子动力学,并总结了相关领域的研究成果。
在全无机卤化物钙钛矿中,载流子的动态过程包括载流子的生成、分离、迁移和复合。光激发产生的电子-空穴对需要有效地分离并被电极捕获,以实现高效的电能转换。光致发光光谱可以揭示这些过程的时间尺度和能量损失机制,帮助研究人员优化材料的能带结构和减少非辐射复合,从而提高器件性能。
载流子的寿命是影响钙钛矿太阳能电池效率的重要因素。通过PL光谱,科学家可以测量载流子的寿命,这有助于理解载流子如何在材料内部移动并找到最佳的复合路径。此外,光谱还可以揭示陷阱态的存在,这些陷阱态会捕获载流子,降低器件效率。因此,优化钙钛矿的合成方法以减少陷阱态数量或改善陷阱态对载流子的影响,是提高PCE的关键策略之一。
这篇综述深入探讨了全无机卤化物钙钛矿的载流子动力学过程,通过光致发光光谱这一强大的工具,为提高这类太阳能电池的性能提供了理论指导和实验依据。未来的研究将继续集中在优化材料的结构和制备工艺,以实现更高效、更稳定的全无机卤化物钙钛矿太阳能电池。
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