線性增壓載流子CELIV測試技術及其應用

1、定義

線性增壓載流子測試 是一種通過施加一個線性上升的電壓掃描，並監測由此產生的瞬態電流，來同時提取半導體中載流子的遷移率 和濃度 的瞬態電學方法。

核心測量原理：在CELIV測量中，器件首先在光照或暗態偏置條件下達到載流子穩態分布，然後施加一個線性增加的反向電壓斜坡，將存儲的載流子提取出活性層，形成特征電流峰。通過分析這一瞬態電流響應，可獲得載流子密度、遷移率、陷阱態分布等關鍵參數。

2、 CELIV的突出優勢

（1）對接觸不敏感： 即使是非歐姆的肖特基接觸，也能進行測量。

（2）適用於低遷移率： 它測量的是在電場作用下集體載流子的提取，而非單個載流子的渡越。

（3）同時測量遷移率和濃度： 從一個簡單的瞬態曲線中可同時獲得兩個關鍵參數。

（4）可區分載流子類型： 通過設計器件結構，可以分別測量電子和空穴的遷移率。

3、CELIV測試技術的應用

（1）有機太陽能電池

應用： 測量電子和空穴在體異質結活性層中的遷移率，以及平衡性。低且不平衡的遷移率是限製OPV性能的關鍵因素，CELIV為優化材料選擇和相分離形貌提供了直接依據。

（2）有機發光二極管

應用： 研究電子和空穴的注入、傳輸以及它們在不同功能層中的遷移率，幫助理解器件效率和不平衡的載流子注入問題。

（3）鈣鈦礦太陽能電池與LED

應用： 廣泛用於測量鈣鈦礦薄膜中載流子的遷移率和陷阱密度，評估不同製備工藝和鈍化策略對電荷傳輸性能的改善效果。

（4）有機場效應晶體管

應用： 作為對FET法測量遷移率的補充，CELIV可以測量體相遷移率，避免接觸電阻和界面效應的幹擾，提供更本征的傳輸信息。

（2）新型納米材料與複合薄膜

應用： 用於評估量子點、二維材料等納米結構複合薄膜的電荷傳輸特性。