SEM-CL在钙钛矿方面的应用

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杂化钙钛矿薄膜的TRCL分析在优化的采集条件下，使用脉冲电子束，可以通过CL高光谱图的采集来解决杂化钙钛矿薄膜发射特征的不均匀性。这些优化将有助于解锁CL高光谱mapping和TRCL在电子束更敏感的杂化钙钛矿组合物上的使用。钙钛矿CL光谱分析钙钛矿表面的表征：以背散射模式记录的SEM图像，以突出表面上的PbI2团簇（左）；在不同温度下在钙钛矿膜上记录的阴极发光光谱。来自（1）钙钛矿、（2）束诱导分解产物和（3）PbI2（中间）的发光；在170K下测量的PbI2发射的阴极发光图（在475-525nm光谱范围内积分的发光）证实了PbI2团簇的存在。钙钛矿太阳能电池沉积在中孔-TiO2/致密-TiO2/FTO上的原始（对照）和含有调节剂（N、S和SN）钙钛矿膜的平面图（顶部）和横截面（底部）SEM图，沉积在ITO（1mm）玻璃基板上的原始（对照）和含添加剂（N、S和SN）钙钛矿膜的阴极发光（CL）图谱。研究中使用的N、S和SN调节剂的结构，以及SN的相应互变异构形式（在B3LYP/6-31G（d）理论水平上通过DFT计算优化的几何结构。多晶CdTe太阳能电池TRCL检测峰值光子能量和CL强度与薄膜深度的相关性。a） 斜面样品CL实验示意图。b） 作为与CdSeTe/MgZnO界面距离的函数，平行于结平均的峰值光子能量和 c）CL强度。成分x值在0%至40%范围内的倾斜CdSexTe1-x样品的CL强度。最上面的一行表示右侧图例中显示的普通缩放的强度。中间一行对每个构图使用单独的缩放来增强每个构图的对比度。下一行用颜色表示第二行的结果，以增强整个膜的可视化，特别是对于更高的Se浓度。右侧图例提供了比例。白色条对应于沿着倾斜表面的5微米。CdTe薄膜太阳能电池中晶界、晶粒内部和表面复合的发光方法       钙钛矿CL光谱分析 PeLED HONOPROF 正通远 恒 attolight " 钙钛矿及太阳能电池应用案例 北京正通远 恒 科 技有 限公 司 2023.5 杂化钙钛矿薄膜的TRCL分析 ●在 优 化的采集条 件下 ，使用脉冲 电子束 ，可 以 通过 CL 高光谱图的 采集来解决杂 化钙钛 矿薄膜发射 特 征的不均匀性。 ●这些优化将有助于解锁 CL 高光谱 mapping 和 TRC L在电子束更敏感 的 杂化钙钛矿组合物 上的 使用 。 ·钙钛矿表面的表征：以背散射模式记录的 SEM图 像，以突 出 表面 上 的 Pbl2团簇 (左) ·在不同温度 下 在钙钛矿膜上记录的阴极发光光谱。来自(1)钙钛矿、(2)束诱 导分解产物和(3)Pbl 2(中 间 )的发光； 在 170K下 测量的 Pbl z发射的 阴 极发光 图 (在 475-525nm光 谱范围内积分的发光 )证实了 Pbl 2团 簇的存在。 钠从玻璃基板通过P1线扩散并钝化钙钛矿太阳能组件中的缺 陷 ●石 在 NiOx 和 TiO2器件中靠近(近)或远离 (远)P1线获得的 SE M图 像 、钙钛矿 CL 图像以及 Pb l z 发射图 。 Energy (eV) Energy (eV) 用于高性能蓝色钙钛矿电 致发光的卤化物均化 ·具有各种添加剂的钙钛矿薄膜的 S E M 和 CL 光谱特性。。日 比例尺表 示 500纳米。 (a -d )不含添加 剂(a )、含 Tween (b)、含 TPPB (C )以及含 Tween 和 TPPB (d )的钙钛矿膜的 SEM 图像 、活 S E图像和相应的 CL 强 度、CL 峰值和 CL FWHM图 。 SE LweSE P nedC l . p e a k o ecnEy F ated C L. c ontime w a v elengt h CLFWEN 7555 T SSC 20 SE L weSE Fmed C L p e a k i ote肆y Fese CL omotrevrlg CLFWEM 551 30 20 SE LwSE 三 P a ate s C L . poak i noenutly Pused CL cm i r e wa o dergth CL E WHM () 51 32 24 {2 SE LiveSE 三 Fanod Cpoksteay FaddCawodagh C .FPHEM 6日 (一 一 ) 100 b P er ov skite (no addit i ve) Perovskite (5%TPPC) LiF/perovskite (5% TPPC) 12 10 8- ●在 L i F 上沉积的薄膜观察到最高的发光强 度和均匀性，而在没有 TPPCI 添加剂的薄 膜中观察到最低的强度和均匀度。 6- 2- d 12 Per o v ski t e (n o a d dit i ve) N o r m a l i za d PL 10 6 4 8n m ●非辐射缺陷中 心 的影响对于生长在 L i F 上 的样品非常有限，该样品具有 小 得多的捕 获横截面。CL 寿命测量加强了这一观察 结果 ，其中 L i F 样品显示出最长的寿命，再次表明样品内 非 辐射复合通道的影响减 少。 2 0 475 500 525 W a velen g t h (nm) perovskite (no additive) LiF/perovskite (5%TPPCI) 10 一 perov s kite (no additive) 0- perovskite (6%TPPCI) 200- L i F /perov s kite (5%TPPCI) 400 600 800- 一 c 1000 1200 a b C 10° d 1400 470 480 490 500 510 520 530 540 555500 470 480 490 500 510 520 530 540 550470 480 490 500 510 520 530 540 550 500 1000 Wavelength (nm) Wavelength (nm) Time (ps) 2D/3D Dion-Jacobson相杂化太阳能电池 ·在 a) c) 2pm 钙钛矿太阳能电池 ●沉积在中 孔-TiO，/致密-T i O2/FTO上 的原始(对照)和含有调 节 剂(N、S 和 SN)钙钛矿膜的 平面 图(顶部)和横截面(底部)SEM图， ●沉积在 ITO(1mm)玻璃基板上的 原始(对照)和含添 加 剂(N、S 和 SN)钙钛矿膜的 阴 极 发光 (CL )图 谱。 ●石 研究中使用的 N、S 和 SN调 节剂的 结构 ，以 及 SN的相 应 互 变异构 形 式 (在 B3LYP/6-31G (d )理论 水 平 上通 过DFT 计算优 化 的 几 何结构 。 钙钛矿中间转换膜的CL研究 (A ) 样品浸渍10 s 的 SEM 图像，晶体上可见团簇。日 比例尺，0.5毫米。(B )同一样品上两个不 同点的 CL 光谱。480和 550 nm 之间的 Pb l 2发 射被指定为绿色 ，720和 810 nm 之间 的 钙钛矿发射 被指定为由红色。。(C )同 一 样 品的 SEM 图像上叠加的伪彩色 CL 图像显示由钙钛矿和 Pbl组 成 的混合晶体聚集体。比例尺，0.5mm。 (D)假彩色 CL 图像叠 加在 SEM图 像上。晶体是钙钛矿，而其上的团簇(用箭头表示)被 鉴定为 Pb l 2。比 例尺， 0.5 mm 逆溶解度制备独立的CH3NH3Pbls晶体 ·用我们的工艺生 长的 CH 3N H3Pbl s的光致发光(PL )和阴 极 发光(CL )光谱。在 悬 浮于氯仿 中 的精细研磨颗粒 上 收集 PL 光谱，在图 1c中 的晶体 表面 上的 单个点 上 收集 CL 光谱。 P L光谱在 480nm 激发 后 在 775nm处 显示出单个发射峰。 PL和CL 的峰值 几 乎一致 ，并 且 在所报道 的 四方 CH3NHsPbls的 带隙范围 约 为 1.5eV的 预期 值 范围 内 多维钙钛矿薄膜中自组织非均匀相的阴极发光CL分析 f) B A C D e) 720 nm ● (a )多 多 相 (PEA )2(MA )n-1[Pb，13n +1]钙钛矿膜的 SEM 图像和(b )相应的阴极发光(CL )图。 (c-e)单色 CL 图 ，其分量分别 以510、580和 720nm 为 中 心。(f )在面板 b 中 CL 图的特定点处的空间分辨 CL 光谱。 ●钙钛矿薄膜的 TRCL 图谱： (a )(PEA)2Pbl4和(b)PEA))2(MA)n-1[Pb，l 3n+1]多相薄膜 能量级联高效PeLED ●硅 衬 底上 旋 涂 NC 膜 (5：1的 OA：PbBr2)的 CL图 像。使用 5keV 能量的电子束 、~11n A 的电 流和 10ms 的曝光 时间拍 摄图像。通过 Mapping分别 在 525nm 和 440nm 处的发 射 波长获得中间和右侧 的 CL 图像。 CdS/CdTe光伏器件微观结构稳定性和硫扩散的比较研 究 ●来自大晶粒样品的阴极 发光显微镜的数据。 (a ) 是所分析区域的 二次电子图像， (b )是该区域的全色 CL 图 像， (c )是在 945-955 nm 光谱范围 内获得的 CL 图像，CdS/CdTe 界面处的高 光硫扩散， (d )给出 了在 CdS/CdTe 界面 (CdTeS )附近和表面 (CdTe ) 附近获得的 光谱示例 。 Wavelength (nm) 多晶CdTe太阳能电池TRCL检测 ●峰值光子能量和 CL 强度与薄膜深度的相关性。a)余 斜面样品 CL 实验示意图。b)作为与 C d S e Te /MgZ nO界面距离的函数，平行于结平均的峰值光子能量和c)CL 强度 。 ●月 成分 x 值在 0%至 40%范围内的倾斜 CdSexTe 1-x 样品的 CL 强度。最上面 的 一行表示右侧图例中显示的普通缩放的强度。中 间一行对每个构图使用单独的缩放来增强每个构图的对比度。下一行用颜色表示第二行的结果，以增强整个膜的可视化，特别是对于更高的 Se 浓度。右侧图例提供了比例 。白色条对应于沿着倾斜表面的 5微米。 CdTe薄膜光伏中晶界处的长寿命空穴陷阱 ●12K 温度下多晶 CdTe 的 CWCL。 (a )从高光谱图中 提取的全色“图像”。从(a)中的晶粒“G1”和晶界 “GB ”提取的 CL 光谱如(b)所示；总强度已经被归一化。A 0X 、eA0=DAP和DAP2光 谱特征的归一化强度分布分 别如(c )-(e )所示。对每 个像素的总强度进行了归一 化，以 消除晶界处增强的 非 辐射复合的影响。面板(f )显示了 DAP2中 心 波长，单位 为纳米 ，作为 位 置的函数 CdTe薄膜光伏中晶界处的长寿命空穴陷阱 ●112K 温度 下 多晶 CdTe 的 TRCL 数据(a )图中 G1和 GB位 置的 时间 积分 光 谱。1(总强度 已 归一 化 )。标记为 “LO”的峰值是 eA0=DAP 跃迁的纵向 光 学声子复 制品 。面 板 (b)和(c)分别 显 示了AX 和 eA0=DAP 峰值的衰减曲线(注意 时间尺 度的差异 )。 CdTe薄膜光伏中晶界处的长寿命空穴陷阱 -G1 s p ectru m (a) 室温 下，来自多晶 CdTe 的连 GB s pe ctru m 续波 CL 显示(a )来自晶粒 内 部 G1和晶粒 边 界 GB 的光 谱 ；总强度已经被 归 一化。面板(b )和(c )分别显 示 了818nm [(a ) 中箭头 所示 ]和 带 隙 以 上(即 750-790 700 750 S O O 850 900 Wavelength (nm) nm )发 射 的归一化(相 对 于 () 总信号)强度分 布 。在(b) 中 指 示了空 间 位置 G1和 GB 。 G B G1 5 um CdTe薄膜太阳能电池中晶界、晶晶粒内部和表面复合的 发光方法 e-beam w/G(r，z.) T i me (ns) CdTe薄膜太阳能电池中晶界、晶晶粒内部和表面复合的 发光方法 碱金属卤化物钙钛矿 ●确定缺陷成核机制 ●对发光性能的量化