原子力显微镜
AFM配件
应用
联系我们
随着全球能源需求的不断增长,可再生能源技术成为人们关注的焦点。其中,基于光伏(photovoltaic,PV)材料的技术实现了将光能转化为电能的难题,具有广阔的应用前景。然而,太阳能电池技术的商业化仍面临着成本高、功率转换效率低以及器件寿命短等挑战1。无论要克服哪方面的问题,成功的关键都依赖于表征技术的提高,尤其是对高空间分辨率的要求更加严苛。以顺应目前先进制造下微米及纳米尺度特征的材料所需(例如钙钛矿薄膜中的多晶体、有机半导体中的体异质结网络和纳米结构化的光捕获层)。
牛津仪器原子力显微镜(AFM)以实现纳米级的高空间分辨率著称,可为其他成像技术补充材料器件更多维度的信息2。它不仅可以测量结构,还可以测量功能响应,从而深入了解结构性质、处理流程和表观性能之间的关系(图1)。本文中,我们将探讨牛津仪器AFM在表征两种新兴光伏材料(如钙钛矿和有机半导体)各方面性质的应用。值得注意的是,其他材料,包括无机半导体(Si、CdTe灯),黄铜矿(CIGSSe、CuInSe2等)以及具有多个吸收体的串联系统,也可以从AFM表征中受益。
通过AFM,我们可以更好地理解这些材料的性能和潜力,为未来的太阳能电池技术发展提供有力支持。
图 1:观察MAPbI3中纳米尺度光响应
光伏电池性能指标,如短路电流Isc通常在宏观尺度上测量,但纳米尺度下的表征,可以揭示微结构对性能的关键影响。上图显示在约0.07 W/cm2的照度下,甲基铵铅碘化物(CH3NH3PbI3或MAPbI3)薄膜上的短路电流ISC叠加在三维形貌图的结果。通过光导电AFM(pcAFM)获取了从偏置电压0到+1 V的电流。然后,通过图像每个像素位置的I-V曲线中确定Isc的值,最生成短路电流-形貌图。使用MFP-3D BIO AFM获得,扫描范围为3微米3。
点击下载应用报告