PL在钙钛矿电池中的作用

PL（光致发光）在钙钛矿电池中的作用主要体现在以下几个方面：

1. 评估材料质量与缺陷：通过PL光谱可以观察钙钛矿薄膜在光激励下的荧光现象，荧光强度直接反映非辐射复合的效率。高强度PL峰表明薄膜内非辐射复合中心较少，材料质量较高；反之则可能存在较多缺陷。对于无传输层的钙钛矿薄膜，缺陷越少，PL峰越强；而对于有传输层的薄膜，若电子和空穴分离提取效率高，PL强度可能降低，这反映了载流子逃逸率高。

2. 研究载流子动力学：利用时间分辨光致发光（TRPL）技术，可以追踪光激发后荧光随时间的变化，从而分析载流子的复合和传输过程。TRPL图谱中，快速衰减的组分可能源于薄膜表面缺陷导致的载流子俘获，而慢衰减部分则反映了体缺陷对载流子寿命的影响。这有助于深入理解载流子行为的复杂性，以及缺陷如何影响电池性能。

3. 推算准费米能级劈裂与开路电压：在钙钛矿太阳能电池中，光照下电子在导带和价带间形成两个准热平衡系统，产生准费米能级劈裂。这一劈裂与器件的开路电压紧密相关。通过测量PL光谱中的光生量子效率，可以推算出准费米能级劈裂，进而得知开路电压。这为优化电池性能提供了重要依据。

4. 指导电池结构设计与优化：PL技术还可以用于研究钙钛矿电池中不同层（如电子传输层、空穴传输层）对载流子行为的影响。通过比较不同结构电池的PL特性，可以指导电池结构的设计与优化，提高光电转换效率。