光伏

The challenges of developing stable perovskite material and fabrication processes for commercial use require the use of several spectroscopic techniques such as Raman, Photoluminescence (PL), and Time-resolved photoluminescence (TRPL), etc. to characterize and optimize the material design and fabrication processes.

配有积分球附件的Fluorolog-QM荧光光谱仪是近红外PLQY测量的极佳选择。量子产率测试专用小球操作方便，可直接耦合到样品仓，且允许使用外部光源，如DPSS激光器，外接光源可以连接到样品仓前端。该球可选配液体，粉末和薄膜样品支架，且易于更换。结果表明，该系统近红外PLQY测量具有非常好的重现性和精度，可跨越几乎两个数量级。基于多次测量，证明的PLQY标准偏差范围从高QY值(77%)的1.3%到低QY值（6.4%）的低于1%。

全新一代Fluorolog-QM荧光光谱仪，由于其模块化、先进的软件和通用接口，是研究上转换发光的理想选择。本应用说明举例证明了Fluorolog-QM-75-21用于上转换材料光谱和时间分辨表征时的优良性能。

石墨烯是由碳原子以二维蜂窝状晶格排列而成的单层材料，具有卓越的电学、热学和力学特性，因此成为多个科学领域广泛研究的对象。本应用说明报告了一项在 SiO₂/Si 基底上对剥离石墨烯进行共定位原子力显微镜-拉曼测量实验。

时间分辨光致发光 (TRPL) 光谱是表征光学材料特性的重要工具，如 LED 和光伏 (PV) 材料。时间信息和光谱信息可用于了解此类半导体材料中激子转换的动力学。TRPL 的分析有助于理解辐射和非辐射能量转移过程1之间的竞争。当稳态 PL提供的信息不足时，PL寿命通常可以提供额外的信息来识别材料，并可能有助于区分异构体或非常相似的材料。此外，PL寿命测量可以提供有关材料过程的动态信息，通常这些信息难以从稳态PL中获得。

本应用文档介绍了利用 AFM-拉曼光谱技术对二维材料垂直范德华异质结构（包括 hBN/石墨烯/WSe₂ 和 hBN/双层石墨烯/hBN/石墨栅/hBN/SiO₂/Si）进行的共定位表征。

凭借20% 光电转换效率，混合钙钛矿太阳能电池被认为是下一代光伏的新星。HORIBA Scientific 拥有多种分析设备，因此可以使用不同的技术来深入了解这类材料的光电特性和机制。 在本应用中，我们利用椭偏、稳态和时间分辨荧光以及辉光放电光谱来研究沉积在旋涂 PEDOT:PSS 上的 CH3NH3PbI3 薄膜，并且讨论了材料暴露在空气中的影响

椭圆偏振光谱法是表征薄膜厚度、光学常数和光学带隙的理想工具，它对粗糙层和渐变光学常数也很灵敏。该方法测试速度快、操作简单、无损等优点。

CIGS是非常有效的太阳能电池吸收体，常用于多种太阳能电池结构中。能够对其进行无损分析非常重要。

基于聚3-己基噻吩（P3HT）和[6,6]苯基C61-丁酸甲酯（PCBM）混合物的太阳能电池性能受其混合组分和热处理条件的强烈影响。

铟锡氧化物(ITO)是应用广泛的透明导电氧化物，它的主要特性是导电性和光学透明度，以及易于沉积成薄膜。与所有透明导电薄膜一样，必须在导电性和透明度之间做出妥协。因为增加厚度和增加载流子的浓度将增加材料的导电性，但透明度会降低。ITO通常用于制作透明导电涂层，用于液晶显示器、平板显示器、等离子显示器、触摸面板和电子墨水领域。ITO薄膜也被用于有机发光二极管、太阳能电池、抗静电涂层和电磁干扰屏蔽。在有机发光二极管中，ITO被用作阳极(空穴注入层)。ITO也被用于各种光学涂层，最显著的是用于汽车的红外反射涂层和钠蒸汽灯玻璃。其他用途包括气体传感器、减反射涂层和电介质的电润湿。

利用电子束诱导电流(EBIC)和阴极发光(CL)相结合的研究方法，阐明了降低多晶硅(mc-Si)太阳能电池转换效率的小角度晶界(SA-GBs)的电学和光学性质。

有机-无机钙钛矿混合材料作为新型高转化率低成本太阳能电池吸收层，正被广泛研究和应用。这种太阳能电池结合了有机和无机半导体的优点。随着应用和研究的日益增长，这些材料的光电性能表征也变得重要。

应用中纳米粒子嵌入在介质矩阵中用来提高光伏效应，该方法目的在于降低单带隙太阳能电池的损耗。换而言之，吸收光子能量的能力小于带隙，并且光子热损失的能力高于带隙。因此，改变粒径大小可以优化光的吸收。另一方面，为了更好的优化太阳能电池的效率，需要准确测定这些纳米粒子的光学特性。椭圆偏振光谱是表征这种材料光学和结构特性不错的选择。

利用电子束诱导电流(EBIC)和阴极发光(CL)相结合的研究方法，阐明了降低多晶硅(mc-Si)太阳能电池转换效率的小角度晶界(SA-GBs)的电学和光学性质。

椭圆偏振光谱法是一种高效、无损的薄膜表征工具，可以获得紫外-可见-近红外波段的光学常数，光学常数是材料的重要性质。本次网络研讨会将了解到椭圆偏振光谱法如何对CIGS半导体薄膜进行定量分析的策略。CIGS是非常有效的光伏太阳能转换吸收器。作为薄膜或超薄膜，CIGS的光学特性在制备阶段和电池建模阶段都非常重要。但是CIGS的光学常数测定时一个具有挑战的工作。

光致发光光谱 (PL) 是一种用于表征材料的有效方法。PL可用于发现硅和III-V族元素半导体中的杂质和缺陷，并确定半导体带隙。材料吸收光，产生电子-空穴对；电子从价带跳到导带留下一个空穴。重组时发射的光子对应于价带和导带之间的能量差，因此能量低于激发光子。

温度相关光致发光 (PL) 光谱是表征材料的一种有效方法。PL可用于识别硅和III-V族半导体中的缺陷和杂质，以及确定半导体带隙。在室温下，PL发射谱通常很宽，可达100 nm。当样品冷却后，微细结构可能会被分解；两个样品之间的微小光谱偏移可能代表结构上的差异。

由于半导体制造的快速发展，许多类型的光电器件，如激光二极管、LED和高电子迁移率晶体管 (HEMT) 都是通过外延生长方法制造的。为了提高和表征它们的质量，需对这些光学器件进行检测。

氮化镓（GaN）是一代有前途的发光材料之一，它在室温下约3.4eV的直接能带间隙使它特别适合在蓝色和近紫外光谱范围内发光，这种材料通常表现出高温稳定性和低漏电性，因此，氮化镓通常是制造高温和高功率器件的良好候选材料。

光致发光是通过光子激发（通常是激光）获得的光发射，通常在III-V族半导体材料中可以观察到。这种类型的分析允许对半导体进行无损表征（材料成分、定性研究等）

III-V族半导体被广泛用于制造有源光子器件，如光源和探测器。此类器件的成功制造有赖于高质量的基础材料和在晶圆衬底上精确沉积预期的几何形状。

光学通信行业正在研究在CMOS平台进行光学元件的单片集成。CMOS提供了一个成熟和稳定的平台，有利于建立光学互连模块。

氮化镓及其合金是制造短波长光源（激光器和LED）的重要材料。室温和低温光致发光被用来表征这些材料以及器件的性能。

混合钙钛矿光伏(PV)显示出良好的前景，因为它们的效率可以达到20%左右。钙钛矿材料除了具有PV特性外，还表现出高度的辐射复合

三十年来，人们一直致力于三维结构的碳化研究，特别是在电子应用中。这些结构是在光刻技术的帮助下制备的，然后进行热解。为了制作100纳米以下的特征，尝试使用脂质纳米管的自下而上方法。

内部量子效率 (IQE) 和外部量子效率 (EQE) 是衡量光敏器件（例如电通信和太阳能电池器件）有效性的指标。EQE是产生的电荷与入射到表面的光子总量之比；EQE越大表示器件越高效。IQE是产生的电荷与撞击表面并被吸收的光子数之比。EQE和IQE测量在光敏器件的检测中是至关重要的。1–3

上转换现象是一种光学过程，吸收较低能量(较长波长)的光子，并发出较高能量(较短波长)的光子

玻璃是一种具有多种用途和多种形式的基本材料。在光电子领域，人们有兴趣对玻璃成分进行改良，以利于掺入镧系元素。

本技术说明为使用Fluorolog-QM™模块化研究级荧光光谱仪系列实现不同实验需求的固态探测器选择指南。

本应用阐明了椭圆偏振光谱技术表征光伏器件的能力。常用的研究材料有非晶硅、多晶硅、ZnO、ITO、SNO2、TiO2、SiNx、MgO等。