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层状InSe晶体中的热载流子与表面复合动力学

DOI：10.1021/acs.jpclett.8b03543 期刊：The Journal of Physical Chemistry Letters 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 层状硒化铟（InSe）是一种范德华固体，已成为高性能超薄太阳能电池的潜力材料。然而，对于光电转换效率至关重要的光电参数——如热载流子寿命和表面复合速度，在InSe中却鲜有研究。本研究采用飞秒瞬态反射光谱测量了层状InSe的关键光物理特性。发现热载流子冷却过程通过声子散射发生?；谧杂稍亓髯永┥⒛Ｐ?，通过拟合泵浦能量依赖的瞬态反射动力学曲线，提取出表面复合速度和双极扩散系数。测得表面复合速度约为甲基铵铅碘钙钛矿的十倍，表明表面复合是InSe中光生载流子损失的主要来源。所提取的双极扩散系数与先前报道的InSe载流子迁移率值相符。
作者： Chengmei Zhong，Vinod K. Sangwan，Joohoon Kang，Jan Luxa，Zdeněk Sofer，Mark C. Hersam，Emily A. Weiss
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了测量层状InSe晶体中的热载流子寿命和表面复合速度，这些参数对太阳能电池的光电转换效率至关重要。

研究成果

InSe中的热载流子寿命取决于载流子密度并通过声子散射进行调节，冷却时间为0.61-3.5皮秒。双极扩散系数为15.1平方厘米每秒，与高载流子迁移率一致，表面复合速度为4.1×10?厘米每秒，表明表面复合处于中等水平。表面钝化可提高太阳能电池效率。未来工作应针对更薄样品优化测量并解耦额外电子跃迁。

研究不足

TR测量是在斜反射角下进行的，这可能会影响迁移率的估算。本研究仅限于块状层状InSe；若要扩展到超薄薄片，需要进一步优化，例如采用瞬态吸收显微镜技术。近红外数据中的信噪比问题阻碍了某些跃迁的解耦。

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