研究人員從太赫茲和微波光譜學預測半導體太陽能電池的性能
用作太陽能電池的半導體最重要的特性包括電子和”空穴”的流動性和壽命,這兩個量都可以用太赫茲或微波輻射的光譜方法進行無接觸的測量。然而,在文獻中發現的測量數據往往相差幾個數量級。這使得人們很難用它們來對材料質量進行可靠的評估。
在HZB的Dennis Friedrich博士的飛秒激光實驗室裡,半導體的傳輸特性可以用太赫茲或微波光譜學來確定。為此,激光脈衝首先激發材料中的電荷載流子,然後用電磁波(太赫茲或微波)照射這些載流子,並吸收其中的一部分。
Thomas Unold博士領導的HZB團隊成員Hannes Hempel介紹說,他們想找出這些差異的根源,他們聯繫了總共15個國際實驗室的專家,以分析測量的典型誤差來源和問題。HZB的物理學家們將波茨坦大學的Martin Stolterfoht博士團隊製作的參考樣品送到每個實驗室,並對過氧化物半導體化合物(Cs,FA,MA)Pb(I,Br)3)的穩定性進行了優化。
聯合工作的一個成果是用太赫茲或微波光譜學對傳輸特性進行了明顯更精確的測定,能夠達成明顯更好的結果一致性。該研究的另一個結果是有了可靠的測量數據和更先進的分析,太陽能電池的特性也可以得到更精確的計算。
“我們認為這種分析對光伏研究有很大的意義,因為它預測了材料在太陽能電池中可能的最大效率,並揭示了各種損失機制的影響,例如傳輸障礙,”Unold說。這不僅適用於過氧化物半導體這一材料類別,也適用於其他新的半導體材料,因此可以更快測試其潛在的適用性。