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▌LuminQY在鈣鈦礦光伏電池表征中的應用
熒光量子產率檢測系統對于非器件態光伏電池進行多功能的光學表征
鈣鈦礦光伏電池
熒光量子產率
QFLS
光學PCE
【概述】近年來，鈣鈦礦光伏電池因卓越性能與廣泛應用前景，備受全球科研界矚目。隨著技術不斷演進，檢測手段亦快速迭代。德國 HySPRINT實驗室利用輻射效率測量技術，精準測定 QFLS 與光學PCE，這一創新表征方法不僅深化了我們對鈣鈦礦光伏性能的認知，更為領域發展注入了強大動力。
圖1，不同膜層結構下的QFLS示意圖.（a）PTAA/Perovskite/C60.（b）PTAA/Perovskite. （c）Perovskite/C60. (d) Perovskite.
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QFLS（準費米能級分裂，Quasi-Fermi Level Splitting）作為鈣鈦礦光伏電池內部光電轉換過程的核心，其本質是描述在光照下光生載流子（電子和空穴）之間的非平衡態能級分布。其能級分布直接決定了電池的開路電壓（VOC），進而影響到整體的 PCE（光電轉換效率，Power Conversion Efficiency）。器件態下的表征容易受到其他組件（如電極、電解質等）的影響，并且難以評估不同制備工藝下的每層膜對于器件的影響。非器件態下表征在早期開發階段具有顯著優勢，能夠直接研究材料的本征性能、提供靈活的測試條件、降低成本和時間。特別地，逐層評估 QFLS 和光學PCE 的能力使得研究者能夠更深入地了解材料的性能特點和優化方向，為后續的器件設計和應用提供有力支持。
【樣品 & 測試】復享光學的熒光量子產率檢測系統LuminQY 為鈣鈦礦光伏電池在非器件態下的光學表征提供了一個強有力的手段。圖2 是在不同光照強度下測得的 PLQY mapping圖，圖3 是對測得的 PLQY mapping 數據進行擬合計算得到非器件態下鈣鈦礦的 QFLS 和光學PCE。圖4 是在不同膜層下的 QFLS 測試結果圖，從測試結果中可以看出，在 520nm 的激發光下，QFLS 隨著工藝下膜層的增加呈現相對應的下降，反映出了鈣鈦礦層內的體相以及膜層間的界面復合損失。
圖3，（a）非器件態鈣鈦礦的多功能測試結果圖；（b）不同薄膜工藝下鈣鈦礦的QFLS測試結果圖
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【總結】復享光學的熒光量子產率檢測系統憑借其變可變光強測試功能，實現了不同太陽光強度下光致發光光譜（QFLS）的精準測量。這一功能能夠逐層評估非器件態下的光學PCE、電荷傳輸特性和復合損失，為后續的工藝優化提供了強有力的科學依據和方向。
【參考文獻】
? Stolterfoht, Martin, ;et al. Visualization and suppression of interfacial recombination for high-efficiency large-area pin perovskite solar cells. Nature Energy (2018). Link
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