利用电吸收探测杂化钙钛矿太阳能电池内部电场屏蔽的动力学

金属卤化物钙钛矿太阳能电池中由电荷分布产生的电场，对于理解这些器件所展现的诸多奇特光电子性质至关重要。人们认为移动离子缺陷会在施加外偏压时于界面处积累，以屏蔽钙钛矿半导体体内的电场，但需要工具来直接探测此过程中电场的动力学。本文中我们展示电吸收测量可追踪活性层内电场随频率或时间的变化。对应于钙钛矿层中电场强度的电吸收信号幅值，在外部施加低频电压时或电压阶跃后的长时间下发生衰减。我们的观测结果与漂移-扩散模拟、阻抗谱和瞬态光电流测量一致。它们表明电荷屏蔽/重分布的时间尺度为10 ms至100 s，具体取决于器件中间层材料、钙钛矿组分、主导带电缺陷及光照条件。该方法可在典型太阳能电池结构上实施，并有望成为优化杂化钙钛矿器件的常规表征工具。