Charakterisierung der berührungslosen quasistationären Photoleitfähigkeit (QSSPC) von Metallhalogenid-Perowskit-Dünnfilmen

Die Quasi-Steady-State-Photokonduktanz-Messtechnik (QSSPC) ist ein Standardwerkzeug in der siliziumbasierten Photovoltaik und wird dort häufig für injektionsabhängige Messungen der Trägerlebensdauer verwendet. Siliziumwafer. Es basiert auf der induktiven Kopplung der Halbleiterprobe über eine Spule an eine HF-Brückenschaltung, deren Ausgangsspannung linear von der Photoleitfähigkeit der gemessenen Probe abhängt. Die Methodik wurde 1996 von Sinton und Cuevas eingeführt⁶ und hat sich im Laufe der letzten Jahrzehnte zu einem leistungsstarken, berührungslosen und einfach anzuwendenden Werkzeug zur Charakterisierung von Volumen- und Oberflächenrekombinationsverlusten in Siliziumwafern und nichtmetallisierten Solarzellenvorläufern entwickelt. In diesem Beitrag wenden wir erstmals die QSSPC-Methode, wie sie bisher nur zur Charakterisierung von Silizium verwendet wurde, auf Metallhalogenid-Perowskit-Schichten an.

Abbildung 1 zeigt ein Schema des in dieser Studie verwendeten WCT-100-Systems (Sinton Instruments). Die Probe, bei der es sich normalerweise um einen Siliziumwafer handelt, wird über der Spule platziert, die die Probe induktiv an eine HF-Brückenschaltung koppelt. Die Ausgangsspannung der HF-Brückenschaltung V_RF hängt linear vom Leitwert der Probe ab, der sich durch Beleuchtung mit einem über der Probe installierten Blitz ändert. Bevor eine beleuchtete Messung aufgezeichnet wird, wird die Schaltung durch einen einstellbaren Kondensator und Widerstand (in Abb. 1 nicht dargestellt) abgeglichen, sodass die Ausgangsbrückenspannung entsteht V_RF ist auf 100 ± 10 mV festgelegt. Während der Beleuchtung durch den Blitz misst eine kalibrierte Referenzsolarzelle die Intensität als Funktion der Zeit. Die Referenzzelle wird durch einen parallel zur Referenzsolarzelle geschalteten 0,33 Ω-Widerstand im Kurzschlusszustand gehalten, so dass die Ausgangsspannung V_Sonnen lässt sich direkt in die Lichtstärke umrechnen ICH in Sonnen, die von einem Zweikanal-Speicheroszilloskop als Funktion der Zeit aufgezeichnet wird. Aus diesem Signal ergibt sich die Photogenerationsrate G

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