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Photon etc IMA高光谱显微成像系统在钙钛矿晶体降解研究上的应用

    随着有机金属钙钛矿太阳能电池的快速发展,过去几年,寻求灵活、廉价且易于加工的光伏材料取得了新的发展。这些新型太阳能电池很可能很快就会替代目前硅基太阳电池的王者地位。它们具有高载流子迁移率、对可见光吸收率高和可调谐的带宽使其成为低成本太阳能电池的选择。但是钙钛矿却有一个缺点,它们的稳定性是不稳定的,它们当前的寿命只有2000小时,远远小于硅的使用时间(52000小时)。如果想要将这一新的光伏之星推向市场,更好的理解光物理学和降解机制变的尤为重要。


    Photon Etc.的IMA面成像高光谱显微设备可解答研究人员关于为什么钙钛矿具有杰出性能的疑问。IMA可以通过光学测量快速表征二维和三维钙钛矿晶体以及完整的光伏器件的结构特性。该设备采用光谱扫描方式,在大面积区域(100 x 100μm2 - 1 x 1 mm2 )上获得材料的荧光和透射图谱成像图,不需要空间上的扫描即可获得亚微米的空间分辨率。


    下图展示了利用IMA采集的钙钛矿晶体的高光谱数据。图1展示了钙钛矿的PL数据。仅在几分钟内,在670×900μm2的面积上获得了550-900nm的一百万个PL光谱。图(a)和(b)显示了分别在625nm和750nm处拍摄的两张不同的单色PL图像。图(c)为图1中不同位置的光谱图,(d)显示为指定区域PL图谱频移成像图。

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图2展示在180×134μm2区域内不同钙钛矿样品的高光谱透射率数据。图3展示的是相同区域内样品的PL成像图。

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高光谱成像设备可以获得以下参数的空间分布:
表面缺陷
晶界
相分离
无序化
这种有效的方法可以深入表征钙钛矿微观结构,并将有助于理解这些材料中的降解现象,并使他们更接近于商业化。

上海昊量光电设备有限公司作为Photon 公司在国内的独家代理,该产品主要特点如下:
1)激发光源均匀分布整视野,作用于样品表面激光功率密度较低,同时避免了由于局部照明造成的载流子复合即使在较低功率下可获得高信噪比图像。

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2)整视野面成像,采用光谱扫描,成像速度快,150x150μm2成像范围仅需8分钟。

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3)可做绝对校准,获得光谱绝对强度,获取器件光电特性如EQE,Voc等
4)可选择不同波长的激光作为激发光源
5)集荧光成像、电致发光、光致发光、透射率、反射率成像等诸多功能于一体。


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