超强激光科学卓越创新简报

(第五百五十三期)

2024年9月26日

上海光机所在钙钛矿太阳能电池的极化子动力学研究方面取得进展

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室与国科大杭州高等研究院、重庆大学合作，在钙钛矿太阳能电池的极化子动力学研究方面取得进展，相关成果以“Observation of Hot Carrier Localization Affected by A Cations in Hybrid Perovskites”为题发表于The Journal of Physical Chemistry Letters。

有机-无机杂化钙钛矿是近年来备受关注的半导体材料，相关光伏器件的光电转换效率已经达到了26%以上。同时，极化子的形成（即载流子与晶格之间的强耦合过程）被认为对杂化有机-无机卤化物钙钛矿的光电性能起着至关重要的作用。因此，对有机-无机杂化钙钛矿的相关研究有利于进一步提高钙钛矿太阳能电池等器件的光电转换效率。

研究人员利用瞬态光电流诱导的太赫兹辐射谱来表征热载流子电声的相互作用过程。研究结果表明，热载流子会受到A位阳离子的强局域化效应，从而导致光电导率和热载流子迁移率的下降。特别的是，A位阳离子的局域化效应可通过掺杂进行调控，随着MA阳离子的含量提高，热载流子的迁移率下降可达到百分之五十以上。该研究对于理解钙钛矿太阳能电池中热载流子的动态输运机制具有重要意义。

本工作得到国家自然科学基金重大研究计划、面上项目、青年基金项目的支持。

原文链接

(a) MA_XFA_(1-X)PbI₃能带示意图；(b) FAPbI₃和MAPbI₃中光牵引电流诱导的太赫兹辐射。