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▌LuminQY在钙钛矿光伏电池表征中的应用
荧光量子产率检测系统对于非器件态光伏电池进行多功能的光学表征
钙钛矿光伏电池
荧光量子产率
QFLS
光学PCE
【概述】近年来，钙钛矿光伏电池因卓越性能与广泛应用前景，备受全球科研界瞩目。随着技术不断演进，检测手段亦快速迭代。德国 HySPRINT实验室利用辐射效率测量技术，精准测定 QFLS 与光学PCE，这一创新表征方法不仅深化了我们对钙钛矿光伏性能的认知，更为领域发展注入了强大动力。
图1，不同膜层结构下的QFLS示意图.（a）PTAA/Perovskite/C60.（b）PTAA/Perovskite. （c）Perovskite/C60. (d) Perovskite.
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QFLS（准费米能级分裂，Quasi-Fermi Level Splitting）作为钙钛矿光伏电池内部光电转换过程的核心，其本质是描述在光照下光生载流子（电子和空穴）之间的非平衡态能级分布。其能级分布直接决定了电池的开路电压（VOC），进而影响到整体的 PCE（光电转换效率，Power Conversion Efficiency）。器件态下的表征容易受到其他组件（如电极、电解质等）的影响，并且难以评估不同制备工艺下的每层膜对于器件的影响。非器件态下表征在早期开发阶段具有显著优势，能够直接研究材料的本征性能、提供灵活的测试条件、降低成本和时间。特别地，逐层评估 QFLS 和光学PCE 的能力使得研究者能够更深入地了解材料的性能特点和优化方向，为后续的器件设计和应用提供有力支持。
【样品 & 测试】复享光学的荧光量子产率检测系统LuminQY 为钙钛矿光伏电池在非器件态下的光学表征提供了一个强有力的手段。图2 是在不同光照强度下测得的 PLQY mapping图，图3 是对测得的 PLQY mapping 数据进行拟合计算得到非器件态下钙钛矿的 QFLS 和光学PCE。图4 是在不同膜层下的 QFLS 测试结果图，从测试结果中可以看出，在 520nm 的激发光下，QFLS 随着工艺下膜层的增加呈现相对应的下降，反映出了钙钛矿层内的体相以及膜层间的界面复合损失。
图3，（a）非器件态钙钛矿的多功能测试结果图；（b）不同薄膜工艺下钙钛矿的QFLS测试结果图
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【总结】复享光学的荧光量子产率检测系统凭借其变可变光强测试功能，实现了不同太阳光强度下光致发光光谱（QFLS）的精准测量。这一功能能够逐层评估非器件态下的光学PCE、电荷传输特性和复合损失，为后续的工艺优化提供了强有力的科学依据和方向。
【参考文献】
✽ Stolterfoht, Martin, ;et al. Visualization and suppression of interfacial recombination for high-efficiency large-area pin perovskite solar cells. Nature Energy (2018). Link
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