2025年6月12日上海SNEC國(guó)際光伏展-會(huì)議系列蓋錫筆記

Fast Lifetime Imaging for Perovskite Solar Cells Using Modulated

Optical Excitation

Puqun Wang 博士

新加坡太陽(yáng)能研究所（SERIS）高級(jí)研究員

新加坡國(guó)立大學(xué)太陽(yáng)能研究所Puqun Wang博士在SNEC國(guó)際論壇發(fā)表題為"利用調(diào)制光學(xué)激勵(lì)進(jìn)行鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的快速壽命成像"的突破性研究報(bào)告。該研究創(chuàng)新性地采用1 kHz調(diào)制頻率的532 nm激光激發(fā)源，結(jié)合相位敏感檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量速度達(dá)5秒/幀的載流子壽命快速成像，較傳統(tǒng)瞬態(tài)光致發(fā)光（TRPL）技術(shù)提升兩個(gè)數(shù)量級(jí)。關(guān)鍵技術(shù)突破在于同步獲取相位壽命（τ_phase）和調(diào)制壽命（τ_mod）雙參數(shù)成像，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在標(biāo)準(zhǔn)鈣鈦礦薄膜樣品中，τ_phase為87.6±3.2 ns，τ_mod為139.0±5.8 ns，二者42%的差異首次定量揭示了載流子復(fù)合動(dòng)力學(xué)的空間非均勻性。通過(guò)μPCD（微波光電導(dǎo)衰減）和閃光法交叉驗(yàn)證，該技術(shù)壽命測(cè)量誤差控制在±5%以內(nèi)，空間分辨率達(dá)10 μm。研究特別展示了在鈣鈦礦-硅疊層電池金屬化工藝中的在線檢測(cè)應(yīng)用，成功捕捉到前驅(qū)體結(jié)晶過(guò)程中形成的200-300 μm尺度異質(zhì)結(jié)晶域，其τ_phase波動(dòng)幅度達(dá)35%，這一發(fā)現(xiàn)為工藝優(yōu)化提供了直接依據(jù)。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室樣品（2×2 cm2）到產(chǎn)線尺寸（15×15 cm2）的全尺度檢測(cè)能力，PL強(qiáng)度與壽命圖像的相關(guān)系數(shù)分析（R2=0.73）證實(shí)了其在量化缺陷密度方面的可靠性，為鈣鈦礦光伏器件的產(chǎn)業(yè)化質(zhì)量控制建立了新的表征范式。