PD-TEST-R - системы для анализа перовскитов и органических солнечных элементов

• TPC — переходный фототок. 

TPC влияет на общую эффективность солнечного элемента, влияя на скорость, с которой генерируемые светом носители заряда могут накапливаться электродами. Низкая скорость сбора носителей может привести к значительным потерям из-за рекомбинации и диффузии. Измеряя TPC, можно определить внутреннее сопротивление элемента и определить области, в которых необходимо улучшить сбор генерируемых светом зарядов.

• TPV — переходное фотонапряжение. 

TPV влияет на эффективность солнечного элемента, влияя на разделение генерируемых светом носителей заряда. Низкий TPV может указывать на низкое качество pn-перехода, низкий уровень легирования или ширину запрещенной зоны, которая не соответствует спектральным характеристикам солнечного элемента. Измеряя TPV, можно получить представление о качестве pn-перехода и определить области для улучшения разделения генерируемых светом зарядов.

На рисунке ниже представлена схема системы PD-TEST-R.

В качестве источника света применяется наносекундный лазер, излучение которого направляется на тестируемое устройство, или фотоприемное устройство (ФПУ). ФПУ генерирует сигнал (ток или напряжение), который регистрируется устройством сбора данных. Данные с этого устройства передаются на компьютер для дальнейшего анализа.

Опыт применения и измеряемые параметры

1. Характеристика монокристаллических оптоэлектронных приборов из Cs₂Pb(SCN)₂Br₂.

В статье, опубликованной в журнале Advanced Materials, сообщается о первом неорганическом катионном псевдогалогениде 2D-фазы перовскита монокристалла Cs₂Pb(SCN)₂Br₂ в 2021 году. Автор описывает опыт применения системы PD-TEST-R для измерения и анализа различных характеристик отклика фотоэлектрического преобразования монокристаллических оптоэлектронных устройств. К таким измерениям относятся:

• Измерение линейности и анализ интенсивности света;
• спектральная чувствительность;
• измерение и анализ времени нарастания/спада;
• время отклика;
• измерение и анализ TPC/TPV.

2. Время отклика импульсного света постоянной интенсивности

Лазер системы PD-TEST-R обладает высокоскоростной модуляцией (время нарастания/спада < 5 нс). При постоянной интенсивности импульса света PD-TEST-R может измерять и анализировать время отклика и время нарастания/спада устройств. Таким образом, мы можем понять предельное время отклика оптоэлектронных устройств.

3. LDR и тест на чувствительность

PD-TEST-R способен измерять динамический диапазон интенсивности света 120 дБ. Изменение фототока автоматически регистрируется программным обеспечением, далее строится диаграмма линейности динамического диапазона (LDR) устройства. LDR является важным показателем для оценки характеристик оптоэлектронных устройств. Параметр изменения отклика (мА/Вт) является параметром, обычно используемым для характеристики качества оптоэлектронных устройств. Его величину можно получить при проведении измерений фототока и интенсивности света.

4. -3 дБ Частотная характеристика

PD-TEST-R оснащен лазером с возможностью высокоскоростной модуляции. Система может автоматически модулировать частоту выходного луча, определять фототок, строить график частотной характеристики и анализировать частотные характеристики -3 дБ. Точка -3 дБ относится к частоте, которая означает производительность, когда частота модуляции источника света увеличивается, устройство не может реагировать на изменение переключения источника света, и ответный фототок уменьшается соответственно, в конечном итоге достигая интенсивности -3 дБ.

5. Тесты TPC/TPV

TPC/TPV - это метод измерения, широко используемый в тонкопленочных оптоэлектронных устройствах для изучения физических процессов, обусловленных движением носителей заряда и их рекомбинацией. Источник света, используемый в системе PD-TEST-R, имеет высокую скорость нарастания и спада (< 5 нс) и позволяет выполнять тесты переходного фототока (TPC) и переходного фотонапряжения (TPV).