探索激子跃迁的动力学

时间分辨光致发光

TR-PL是一种强大的技术，用于探测半导体材料中激子跃迁的动力学，例如那些用于基于薄膜的光伏。

德国慕尼黑大学的Enrico De Como博士及其同事正在利用这项技术研究有机太阳能电池的效率。有机太阳能电池可能提供诸如高效率、低成本和易于生产等关键优点。这种电池通常由带有富勒烯层的共轭聚合物薄膜组成。它们依赖于光诱导电荷转移发生在捕光共轭聚合物和强受体富勒烯层之间。在此过程中形成的电荷转移激子(CTEs)具有有限的寿命。激子失激引起的光致发光是其中最重要的重组机制之一;重组直接影响这种结构的效率。

图1:用安装在Shamrock 500i上的New iStar型号DH340T-18U-03拍摄的PL光谱动力学系列。激光激发来自脉冲激光器。

通过与三叶草500i光谱仪耦合的iStar ICCD相机的光致发光分析，研究了细胞CTE的衰变动力学。脉冲激光(Ti-Sapphire 540 nm，频率90 kHz)用于激发样品并触发iStar。图2为DH340T-18U-03相机捕捉到的可见光区光致发光光谱的动力学序列。每个光致发光光谱的门宽为5 ns，线性阶跃延迟为5 ns。每次延迟的信号以激光频率(即90千赫)累积。通过考虑通过剖面的综合强度的时间切片，可以绘制衰变特征，并从幂律模型确定寿命。衰减时间在20ns ~ 40ns之间。