卤化铅钙钛矿——不同颜色的马

时间：2021-06-08 15:16:38 来源：

由于金属卤化物钙钛矿在太阳能电池或发光二极管等光电器件中的性能显着提高，因此在过去十年中对其进行了深入研究。尽管该领域取得了巨大进展，但钙钛矿材料光物理的许多基本方面仍然未知，例如对其缺陷物理和电荷复合机制的详细了解。通常通过测量材料在稳态和瞬态状态下的光致发光——即光激发时的光发射——来研究这些。虽然这样的测量在文献中无处不在，但它们并没有捕捉到金属卤化物钙钛矿中发生的全部光物理过程，因此仅代表了它们的电荷载流子动力学的一部分。

卤化铅钙钛矿——不同颜色的马

而且，为了解决这个具有挑战性的问题，来自隆德大学(瑞典)、俄罗斯科学院(俄罗斯)和德累斯顿工业大学(德国)的三国研究团队开发了一种研究卤化铅钙钛矿的新方法。该方法基于对激发光脉冲的能量密度和频率的二维 (2D) 空间中光致发光量子产率和衰减动力学的完整映射。这样的 2D 地图不仅提供了样本光物理的完整表示，而且还允许通过将一组理论方程和参数应用于整个数据集来检查理论的有效性。”

“每张 2D 图中包含的丰富信息使我们能够探索不同的可能理论，这些理论可以解释金属卤化物钙钛矿中电荷载流子的复杂行为，”来自俄罗斯科学院西伯利亚早午餐的 Pavel Frantsuzov 博士补充道。事实上，研究人员发现两种最常用的理论(所谓的“ABC 理论”和 Shockley-Read-Hall 理论)无法解释整个激发参数范围内的二维图。他们提出了一个更先进的理论，其中包括额外的非线性过程来解释金属卤化物钙钛矿的光物理学。

研究人员表明，他们的方法对开发更高效的钙钛矿太阳能电池具有重要意义。应用物理和光子材料研究所以及德累斯顿电子推进中心 (cfaed) 新兴电子技术主席 Yana Vaynzof 教授解释说：“通过将新方法应用于具有修改界面的钙钛矿样品，我们能够通过改变陷阱的密度和功效等来量化它们对钙钛矿层中电荷载流子动力学的影响。这将使我们能够开发界面改性程序，从而实现最佳性能和更高效的光伏器件。”

重要的是，新方法不仅限于金属卤化物钙钛矿的研究，而且可以应用于任何半导体材料。“我们方法的多功能性以及我们可以轻松地将其应用于新材料系统是非常令人兴奋的!我们期待在新型半导体中发现许多引人入胜的光物理学的新发现。”Scheblykin 教授补充道。

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