线性增压载流子CELIV测试技术及其应用

1、定义

线性增压载流子测试 是一种通过施加一个线性上升的电压扫描，并监测由此产生的瞬态电流，来同时提取半导体中载流子的迁移率 和浓度 的瞬态电学方法。

核心测量原理：在CELIV测量中，器件首先在光照或暗态偏置条件下达到载流子稳态分布，然后施加一个线性增加的反向电压斜坡，将存储的载流子提取出活性层，形成特征电流峰。通过分析这一瞬态电流响应，可获得载流子密度、迁移率、陷阱态分布等关键参数。

2、 CELIV的突出优势

（1）对接触不敏感： 即使是非欧姆的肖特基接触，也能进行测量。

（2）适用于低迁移率： 它测量的是在电场作用下集体载流子的提取，而非单个载流子的渡越。

（3）同时测量迁移率和浓度： 从一个简单的瞬态曲线中可同时获得两个关键参数。

（4）可区分载流子类型： 通过设计器件结构，可以分别测量电子和空穴的迁移率。

3、CELIV测试技术的应用

（1）有机太阳能电池

应用： 测量电子和空穴在体异质结活性层中的迁移率，以及平衡性。低且不平衡的迁移率是限制OPV性能的关键因素，CELIV为优化材料选择和相分离形貌提供了直接依据。

（2）有机发光二极管

应用： 研究电子和空穴的注入、传输以及它们在不同功能层中的迁移率，帮助理解器件效率和不平衡的载流子注入问题。

（3）钙钛矿太阳能电池与LED

应用： 广泛用于测量钙钛矿薄膜中载流子的迁移率和陷阱密度，评估不同制备工艺和钝化策略对电荷传输性能的改善效果。

（4）有机场效应晶体管

应用： 作为对FET法测量迁移率的补充，CELIV可以测量体相迁移率，避免接触电阻和界面效应的干扰，提供更本征的传输信息。

（2）新型纳米材料与复合薄膜

应用： 用于评估量子点、二维材料等纳米结构复合薄膜的电荷传输特性。