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

近日，中科院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室與國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-無機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，極化子的形成（即載流子與晶格之間的強耦合過程）被認(rèn)為對雜化有機-無機鹵化物鈣鈦礦的光電性能起著至關(guān)重要的作用。因此，對有機-無機雜化鈣鈦礦的相關(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，熱載流子會受到A位陽離子的強局域化效應(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。該研究對于理解鈣鈦礦太陽能電池中熱載流子的動態(tài)輸運機制具有重要意義。

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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。

本工作得到國家自然科學(xué)基金重大研究計劃、面上項目、青年基金項目的支持。

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