上海光機(jī)所在鈣鈦礦太陽能電池的極化子動(dòng)力學(xué)研究方面取得進(jìn)展

近日，中科院上海光機(jī)所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與國(guó)科大杭州高等研究院、重慶大學(xué)合作，在鈣鈦礦太陽能電池的極化子動(dòng)力學(xué)研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)成果以“Observation of Hot Carrier Localization Affected by A Cations in Hybrid Perovskites”為題發(fā)表于The Journal of Physical Chemistry Letters。

有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦是近年來備受關(guān)注的半導(dǎo)體材料，相關(guān)光伏器件的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了26%以上。同時(shí)，極化子的形成（即載流子與晶格之間的強(qiáng)耦合過程）被認(rèn)為對(duì)雜化有機(jī)-無機(jī)鹵化物鈣鈦礦的光電性能起著至關(guān)重要的作用。因此，對(duì)有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦的相關(guān)研究有利于進(jìn)一步提高鈣鈦礦太陽能電池等器件的光電轉(zhuǎn)換效率。

研究人員利用瞬態(tài)光電流誘導(dǎo)的太赫茲輻射譜來表征熱載流子電聲的相互作用過程。研究結(jié)果表明，熱載流子會(huì)受到A位陽離子的強(qiáng)局域化效應(yīng)，從而導(dǎo)致光電導(dǎo)率和熱載流子遷移率的下降。特別的是，A位陽離子的局域化效應(yīng)可通過摻雜進(jìn)行調(diào)控，隨著MA陽離子的含量提高，熱載流子的遷移率下降可達(dá)到百分之五十以上。該研究對(duì)于理解鈣鈦礦太陽能電池中熱載流子的動(dòng)態(tài)輸運(yùn)機(jī)制具有重要意義。

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(a) MAXFA(1-X)PbI3能帶示意圖；(b) FAPbI3和MAPbI3中光牽引電流誘導(dǎo)的太赫茲輻射。

本工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃、面上項(xiàng)目、青年基金項(xiàng)目的支持。

相關(guān)鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.4c02293