CN115753759A - 钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统与方法。所述测试系统包括计算机、数据采集卡、函数发生器、激光器、CCD相机和三维移动样品台等，计算机控制数据采集卡并控制函数发生器产生调制电信号，该调制电信号或接入到激光器产生调制激光信号激发待测钙钛矿样品光致载流子辐射信号或接入到待测钙钛矿样品两端电极激发待测钙钛矿样品电致载流子辐射信号，同时数据采集卡控制CCD相机同步触发采集待测钙钛矿样品的图像序列信号，最后该图像序列传至计算机进行锁相处理和数据成像分析。本发明采用并集成了面光源的调制激光信号和调制电信号来激发待测钙钛矿样品的载流子辐射信号，具有快速高效、大面积成像、无损检测等优势。

Description

钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统与方法

技术领域

本发明涉及一种用于钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像综合测试系统及其应用，特别涉及用于半导体型钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组等的无损成像检测、性能评价以及成像测试的系统及方法，属于半导体测试、成像检测技术领域。

背景技术

自从2009年钙钛矿太阳电池被首次报道以来，金属卤化物钙钛矿这类新型半导体材料及其在光伏/光电领域的应用，引起了科研界和产业界的巨大关注。这类钙钛矿材料具有带隙可调、高的缺陷容忍度、长的载流子扩散长度和迁移率、优异的光伏/光电特性，以及可溶液加工等优点，使得钙钛矿材料和钙钛矿光伏/光电器件及模组得到了深入而广泛的研究。

然而，在钙钛矿相关研究和产业化进程中，一种专门应用于钙钛矿材料和钙钛矿光伏/光电器件及模组的综合、高效、无损的成像测试技术及其成像测试系统的设计目前还是一个巨大挑战。

目前，半导体材料及其太阳电池的大面积无损成像检测的方法技术主要是光致发光、电致发光，光致发光检测技术需要在暗室下进行，测试环境要求较高；且受背景噪声、光源均匀性影响比较严重，所以信噪比比较低；成像模式的光致发光检测由于相机的帧频较低的因素影响则不可对高带宽的时域进行分辨，所以无法对测试材料载流子的输运参数进行解析。电致发光对于半导体材料自身以及非完整器件的半导体器件则无法进行检测。

虽然这些半导体材料及器件的常规检测方法与系统也可以应用于钙钛矿及相关器件领域，然而，这些检测方法技术对于新兴的钙钛矿材料和钙钛矿光伏/光电器件及模组的无损成像检测显然存在很大不足和局限，一方面它们无法满足更高精度检测和更综合的研究及产业化要求，另一方面这些测试技术主要是针对传统半导体材料及光伏组件(如硅材料及硅太阳电池)设计的，并不能直接拿来用于钙钛矿材料和钙钛矿光伏/光电器件及模组。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统与方法，从而克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明一方面提供了一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统，包括：

三维移动样品台，用于承载待测钙钛矿样品，并能够使待测钙钛矿样品在三维空间内移动；

激光器，用于提供调制激光信号，并以调制激光信号对待测钙钛矿样品施加光激励，以使待测钙钛矿样品产生光致载流子辐射信号；

函数发生器，与激光器、待测钙钛矿样品电连接，用于使激光器产生调制激光信号；或者，提供调制电信号，并以调制电信号对待测钙钛矿样品施加电激励，以使待测钙钛矿样品产生电致载流子辐射信号；

CCD相机，用于探测采集所述光致载流子辐射信号或电致载流子辐射信号产生的图像序列信号；

计算机和数据采集卡，所述计算机与数据采集卡、CCD相机连接，所述数据采集卡还与函数发生器、CCD相机连接，数据采集卡用于控制函数发生器、CCD相机的工作状态，计算机用于控制数据采集卡的工作状态、对CCD相机采集的图像序列信号进行锁相处理，实现对待测钙钛矿样品的光致载流子或电致载流子辐射成像。

进一步的，所述的钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统包括两个激光器，所述的两个激光器在待测钙钛矿样品上形成的两个激光光斑完全重合。

更进一步的，所述的两个激光器所发射激光的照射方向与待测钙钛矿样品所在平面的法线呈锐角设置。

更进一步的，所述的两个激光器以待测钙钛矿样品所在平面的法线为对称轴线呈对称分布。

进一步的，所述的激光器产生的激光光束的光子能量大于待测测钙钛矿样品的能带禁带宽度Eg，即所述激光器产生的激光光束的波长为λ满足：1240/λ＞Eg，以实现光致载流子的激发，其中，所述调制激光信号可以是所述的激光光束，所述的激光器产生的激光光束的波长通常位于紫外-可见光波段。

进一步的，所述的CCD相机的有效工作波长范围为400-1100纳米，其有效覆盖了钙钛矿光致/电致载流子辐射信号的范围。

进一步的，所述的CCD相机的镜头前端还设置有滤光片，所述滤光片用于滤除被反射的调制激光信号和环境杂散光的噪声信号。

本发明另一方面还提供了一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试方法，所述的锁相载流子辐射成像测试方法是通过所述的钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统实施的，并且，所述锁相载流子辐射成像测试方法包括：

计算机控制数据采集卡并控制函数发生器进而控制激光器产生调制激光信号，并以调制激光信号对待测钙钛矿样品施加光激励，以使待测钙钛矿样品产生光致载流子辐射信号；以CCD相机探测采集光致载流子辐射信号产生的图像序列信号，并以计算机对图像序列信号进行锁相处理，从而实现对待测钙钛矿样品的光致载流子辐射成像；

或者，计算机控制数据采集卡并控制函数发生器产生的调制电信号对待测钙钛矿样品施加电激励，以使待测钙钛矿样品产生电致载流子辐射信号，以CCD相机探测采集电致载流子辐射信号产生的图像序列信号，并以计算机对图像序列信号进行锁相处理，从而实现对待测钙钛矿样品的电致载流子辐射成像。

进一步的，所述的锁相光致/电致载流子辐射成像方法还包括：使待测钙钛矿样品随三维移动样品台在三维空间内移动，以使待测钙钛矿样品与激光器保持预定距离，且使激光器提供的调制激光形成光功率密度分布均匀且覆盖待测钙钛矿样品的激光光斑。

进一步的，所述的待测钙钛矿样品包括但不限于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组中的一者，钙钛矿是一类可为作为光伏太阳电池或光电器件的主要光吸收层或发光层的新兴半导体材料，其化学通式通常符合ABX₃的金属卤化物钙钛矿材料，其中A通常为单元或多元混合的一价阳离子，B通常为单元或多元混合的二价金属阳离子，X通常为单元或多元混合的卤素阴离子；钙钛矿光伏/光电器件及模组通常主要包括两类结构类型，第一类为由透明的刚性玻璃或柔性聚合物材料基底、透明导电电极、电子传输层、钙钛矿吸光层或钙钛矿发光层、空穴传输层、顶电极等组成；第二类为由透明的刚性玻璃或柔性聚合物材料基底、透明导电电极、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、顶电极等组成，其中，在器件结构中某些层间界面可能还存在较薄的界面修饰层。

与现有技术相比，本发明的优点包括：

1)本发明提供的一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统与方法，采用锁相算法处理，可以提高检测信号的信噪比，在自然光环境下就可以进行良好检测，无需特殊的暗室环境，测试方便简单；

2)本发明提供的一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统与方法，采用并集成了调制的激光面光源激励和调制的电信号激励两种激励载流子辐射的方式，既可以对钙钛矿材料进行无损成像检测，获得其相关载流子输运特性和电学特性；也可以对钙钛矿光伏器件及模组进行无损成像检测，测试评估其光伏参数性能；

3)本发明提供的一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统与方法，是针对和适用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的无损成像检测，尤其适用于钙钛矿产业化领域的大面积、在线、高效、无损检测。

附图说明

图1是本发明一典型实施案例中提供的一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统的结构示意图；

图2是本发明实施例1中获得的钙钛矿材料的锁相光致载流子辐射成像测试结果；

图3是本发明实施例2中获得的钙钛矿光伏模组的锁相电致载流子辐射成像测试结果。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、工作原理及实施过程等作进一步的解释说明。

本发明提供的一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统与方法，克服和解决了已有或传统的无损成像检测方法技术的局限与缺点，具有高信噪比、无损成像、高效快速、适用于大面积在线检测的优点；不仅可以获取钙钛矿材料相关的载流子输运参数和电学特性及其空间分布；还可以评估钙钛矿光伏器件及模组的主要光伏参数性能。

更重要的是，本发明提出的一种集成了锁相光致载流子辐射成像和锁相电致载流子辐射成像的综合测试技术及其综合测试系统，尤其针对和应用于新兴的钙钛矿材料和钙钛矿光伏/光电器件及模组。

如下将结合附图以及具体实施案例对该技术方案、工作原理及实施过程等作进一步的解释说明，除非特别说明的之外，本发明所采用的计算机、数据采集卡、函数发生器、激光器、光纤、准直器、扩束器、CCD相机、长通滤光片、三维移动样品台、信号传输线、数据传输线等硬件以及控制程序和数据分析软件等均可以通过市购获得，在此不对其具体的型号进行限定。

本发明提供的一种用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相光致/电致载流子辐射成像技术及其综合测试系统，为钙钛矿材料/钙钛矿光伏/光电器件及模组的表征测试、无损成像检测、测试系统的设计提供了一种新的测试技术方案。

本发明提供的一种用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相光致/电致载流子辐射成像的综合测试系统包括计算机、数据采集卡、函数发生器、激光器、光纤、准直器、扩束器、CCD相机、长通滤光片、三维移动样品台、信号传输线、数据传输线等。

具体的，本发明提供的一种用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相光致/电致载流子辐射成像综合测试系统包括两套技术方案，即锁相光致载流子辐射成像技术及其测试系统和锁相电致载流子辐射成像技术及其测试系统，这主要是通过控制和调整函数发生器的工作状态来实现的，所述的调制激光通过信号传输线连接函数发生器和第一激光器及第二激光器而实现；调制电信号通过信号传输线连接函数发生器和待测钙钛矿样品而实现，两种调制信号的选用和实施通常二选一。

本发明提供的一种用于钙钛矿材料/钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相光致/电致载流子辐射成像的综合测试系统的工作过程包括：

a.计算机控制数据采集卡，一方面，数据采集卡控制函数发生器产生调制的激励信号；

b.函数发生器或对两台激光器的激光光束进行调制处理而产生调制激光信号，辐照到待测钙钛矿样品上激发形成光致载流子辐射信号；函数发生器或将调制电信号接入到待测的钙钛矿光伏/光电器件及模组的两端电极，激发待测钙钛矿样品产生电致载流子辐射信号；

c.另一方面，数据采集卡的时序脉冲信号同步触发CCD相机对光致/电致载流子辐射信号进行图像序列采集；

d.CCD相机采集的图像序列信号传送至计算机进行锁相处理和图像数据处理分析，实现对被测钙钛矿样品的光致/电致载流子辐射成像检测，以及获取钙钛矿样品的相关载流子输运参数、电学特性、光伏参数评价。

本发明提供的钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试方法与系统，采用调制的激励信号(激光激励、电激励)激发样品中的载流子辐射信号，结合锁相算法处理实现样品的面成像检测，可实现对钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组进行大面积、高信噪比、快速高效、无损成像的综合检测和性能评价。

在一较为典型的实施案例中，请参阅图1，一种用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相光致/电致载流子辐射成像综合测试系统，包括计算机(含控制程序及数据处理分析软件)1、数据采集卡2、函数发生器3、第一激光器4、第二激光器5、CCD相机6和三维移动样品台11，所述计算机1、数据采集卡2、函数发生器3依次电连接，所述函数发生器3还分别与第一激光器4、第二激光器5电连接，并且，所述函数发生器3还能够与三维移动样品台11上的待测钙钛矿样品12电连接，所述计算机1、数据采集卡2还与CCD相机6电连接。

具体的，所述计算机1分别经第一信号传输线13与数据采集卡2连接、经数据传输线18与CCD相机6连接，所述数据采集卡2分别经第二信号传输线14与函数发生器3连接、经第五信号传输线17与CCD相机6连接，所述函数发生器3分别经第三信号传输线15、第四信号传输线16与第一激光器4、第二激光器5对应连接，所述函数发生器3还经第六信号传输线19与待测钙钛矿样品12连接。

具体的，所述计算机1能够控制数据采集卡2的工作状态，所述数据采集卡2一方面控制函数发生器3对第一激光器4和第二激光器5实施调制处理，使两个激光器输出调制激光对待测钙钛矿样品12进行光激励，从而产生光致载流子辐射信号，或者，控制函数发生器3产生调制电信号并以此对对待测钙钛矿样品12进行电激励；另一方面同时控制CCD相机6进行同步触发采集图像序列信号，CCD相机6采集的图像序列信号传送至计算机1进行锁相处理，并实现对待测钙钛矿样品的光致载流子或电致载流子辐射成像，该锁相处理由计算机11内的数据处理分析软件实现。

具体的，为了保证来自函数发生器3的调制电激励信号施加到待测钙钛矿样品12上，采用将函数发生器3输出电信号的正极/负极通过第六信号传输线19分别与待测钙钛矿样品12的正极/负极连接，并同时断开第三信号传输线15、第四信号传输线16与第一激光器4和第二激光器5的连接。

具体的，为了保证激光辐照到待测钙钛矿样品12上获得光功率密度分布均匀且覆盖待测钙钛矿样品的激光光斑，采用以下方案来实现：第一激光器4和第二激光器5以一定角度倾斜且并列放置，且第一激光器4和第二激光器5关于待测钙钛矿样品所在平面的法线对称设置，第一激光器4和第二激光器5所发射出来的激光光斑重合且光强互补。

具体的，通过光纤7给第一激光器4和第二激光器5的出光口都连接上准直器8和扩束器9，进而获得大面积光斑。在本实施例中，第一激光器4和第二激光器5都采用较大功率的激光器，并使扩束器9与三维移动样品台11上的待测钙钛矿样品12保持合适距离。

具体的，所述第一激光器4和第二激光器5产生的激光(其波长为λ)的光子能量要大于待测钙钛矿样品的能带禁带宽度Eg，以实现光致载流子的激发，即满足公式1240/λ＞Eg，所述的激光器产生的激光光束的波长通常位于紫外-可见光波段。

具体的，为了保证CCD相机6探测和成像的是来自待测钙钛矿样品12的纯光致载流子辐射信号，在CCD相机6镜头前设置长通滤光片10，以滤除反射的激光和环境杂散光的噪声信号。

具体的，所述计算机1是含控制程序及数据处理分析软件的计算机等。

具体的，所述三维移动样品台11主要包括样品台和运动机构，所述运动机构与样品台传动配合，并用于驱使所述样品台沿着三维坐标系内的x轴、y轴、z轴中的至少一者产生相对运动，以使待测钙钛矿样品获得最佳的空间位置。

具体的，本发明中的函数发生器不止用于光激励信号的调制，还同时为测试系统提供了调制电激励信号，本发明中的用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相光致/电致载流子辐射成像综合测试系统探测的是可见-近红外光信号，使用的激光激励通常为紫外-可见光波段的激光，本发明中的CCD相机用于可见-近红外光信号的成像，通常图像采集的光谱范围为400-1100nm，获得了更全面宽广的探测光谱范围，以及，本发明中检测或成像的除了光致载流子辐射信号，还包括电致载流子辐射信号。

实施例1

一种用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相光致载流子辐射成像方法，是基于图1和前文所示的一种用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相光致/电致载流子辐射成像综合测试系统进行实施的。为了实现对待测钙钛矿样品12进行光致载流子辐射成像的检测，本发明实施例基于半导体材料光致载流子辐射检测原理，并采用调制激光和锁相算法处理的技术，具体做法是计算机1通过第一信号传输线13控制数据采集卡2，数据采集卡2一方面通过第二信号传输线14控制函数发生器3，函数发生器3通过第三信号传输线15、第四信号传输线16分别对第一激光器4和第二激光器5产生调制激光，从而激发待测钙钛矿样品12的光致载流子辐射信号；函数发生器3同时通过第五信号传输线17控制CCD相机6进行同步触发采集图像序列信号；CCD相机6采集的图像序列信号通过数据传输线18传送至计算机1进行锁相处理，该锁相处理由计算机1内的程序软件实现。

一种用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相光致载流子辐射成像方法的具体实施步骤可以包括：

步骤1)：样品准备：将待测钙钛矿样品12放置在三维移动样品台11上，移动并调节待测钙钛矿样品12至激光光斑的有效辐照区域内和CCD相机6的有效焦距及清晰视野范围内。

步骤2)：仪器准备：通过信号传输线和数据传输线连接好各个仪器，开启各个仪器电源；将第一激光器4和第二激光器5分别与各自配套的光纤7、准直器8、扩束器9等连接，并调节好安装位置和倾斜角度，获得光功率密度分布均匀且覆盖待测钙钛矿样品的激光光斑；对于CCD相机6，采用在CCD相机6镜头前放置长通滤光片10，以滤除反射的激光和环境杂散光的噪声信号。

步骤3)：实施激光调制与激励和相机采集：具体包括计算机1通过第一信号传输线13控制数据采集卡2，数据采集卡2一方面通过第二信号传输线14控制函数发生器3，函数发生器3通过第三信号传输线15、第四信号传输线16分别对第一激光器4、第二激光器5产生调制激光，从而激发待测钙钛矿样品的光致载流子辐射信号，该信号从待测钙钛矿样品12的表面或透明电极面发射出来；数据采集卡2另一方面通过第五信号传输线17同时控制CCD相机6进行同步触发采集图像序列信号。

步骤4)：成像检测：CCD相机6采集的图像序列信号通过数据传输线18传送至计算机1进行锁相处理，并由计算机1中的图像数据处理分析软件，实现对待测钙钛矿样品12的光致载流子辐射成像。

步骤5)：数据分析：通过计算机1的图像数据处理分析软件，对最终的成像结果进行分析处理，进而获取待测钙钛矿样品的相关载流子输运参数(载流子寿命、表面复合速率、扩散系数等)、电学特性(电阻率等)，以及对钙钛矿光伏器件及模组进行光伏参数(开路电压、短路电流、填充因子、光电转换效率、理想因子等)的测试和评价。至此，可以完成对钙钛矿材料样品的光致载流子辐射成像及检测分析。

通过本发明实施例提供的用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相光致载流子辐射成像方法得到的钙钛矿材料样品的光致载流子辐射成像结果如图2所示，由图2可以清晰看到钙钛矿材料样品的载流子强度的分布均匀性、激光刻线情况，以及边沿几条工作不良的子电池的存在。

实施例2

一种用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相电致载流子辐射成像方法，是基于图1和前文所示的一种用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相光致/电致载流子辐射成像综合测试系统进行实施的。本发明中，为了实现对待测钙钛矿样品12进行电致载流子辐射成像的检测，本发明实施例基于半导体光伏/光电器件电致载流子辐射检测原理，并采用调制电信号激励和锁相算法处理的技术，具体做法是：计算机1通过第一信号传输线13控制数据采集卡2，数据采集卡2控制函数发生器3产生调制电信号，通过第六信号传输线19对钙钛矿光伏/光电器件及模组进行电激励，从而产生电致载流子辐射信号；另一方面数据采集卡2控制CCD相机6进行同步触发采集图像序列信号；CCD相机6采集的图像序列信号通过数据传输线18传送至计算机1进行锁相处理，进而实现对钙钛矿光伏/光电器件及模组的电致载流子辐射成像，该锁相处理由计算机1内的程序软件实现。

一种用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相电致载流子辐射成像方法的具体实施步骤可以包括：

步骤1)：样品准备：将待测钙钛矿样品12放置在三维移动样品台11上，移动并调节待测钙钛矿样品至CCD相机6的有效焦距及清晰视野范围内。

步骤2)：仪器准备：通过信号传输线和数据传输线连接好各个仪器和待测钙钛矿样品，开启各个仪器电源。

步骤3)：实施电信号调制与激励和相机采集：具体包括计算机1通过第一信号传输线13控制数据采集卡2，数据采集卡2控制函数发生器3产生调制电信号，通过第六信号传输线19对待测钙钛矿样品12进行电激励，从而产生电致载流子辐射信号，该信号从待测钙钛矿样品12的表面或透明电极面发射出来；数据采集卡2同时控制CCD相机6进行同步触发采集图像序列信号。

步骤4)：成像检测：CCD相机6采集的图像序列信号通过数据传输线18传送至计算机1进行锁相处理，并由计算机1中的图像数据处理分析软件，实现对待测钙钛矿样品12的电致载流子辐射成像。

步骤5)：数据分析：通过计算机1的图像数据处理分析软件，对最终的成像结果进行分析处理，进而获取待测钙钛矿样品的相关载流子输运参数(载流子寿命、表面复合速率、扩散系数等)、电学特性(电阻率等)，以及对钙钛矿光伏器件及模组进行光伏参数(开路电压、短路电流、填充因子、光电转换效率、理想因子等)的测试和评价。至此，可以完成对钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相电致载流子辐射成像及检测分析。

通过本发明实施例提供的用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的锁相电致载流子辐射成像方法得到的钙钛矿光伏模组的电致载流子辐射成像结果如图3所示，由图3可以清晰看到钙钛矿光伏模组的载流子强度的分布均匀性、激光刻线情况，以及边沿几条工作不良的子电池的存在。

本发明提供的一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统与方法，是针对和适用于钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组的无损成像检测，尤其适用于钙钛矿产业化领域的大面积、在线、高效、无损检测。

本发明提供的一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统与方法，采用锁相算法处理，可以提高检测信号的信噪比，在自然光环境下就可以进行良好检测，无需特殊的暗室环境，测试方便简单；以及，本发明提供的一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统与方法，采用并集成了调制的激光面光源激励和调制的电信号激励两种激励载流子辐射的方式，既可以对钙钛矿材料进行无损成像检测，获得其相关载流子输运特性和电学特性；也可以对钙钛矿光伏器件及模组进行无损成像检测，测试评估其光伏参数性能。

应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统，其特征在于包括：

三维移动样品台，用于承载待测钙钛矿样品，并能够使待测钙钛矿样品在三维空间内移动；

激光器，用于提供调制激光信号，并以调制激光信号对待测钙钛矿样品施加光激励，以使待测钙钛矿样品产生光致载流子辐射信号；

函数发生器，与激光器、待测钙钛矿样品电连接，用于使激光器产生调制激光信号；或者，提供调制电信号，并以调制电信号对待测钙钛矿样品施加电激励，以使待测钙钛矿样品产生电致载流子辐射信号；

CCD相机，用于探测采集所述光致载流子辐射信号或电致载流子辐射信号产生的图像序列信号；

计算机和数据采集卡，所述计算机与数据采集卡、CCD相机连接，所述数据采集卡还与函数发生器、CCD相机连接，数据采集卡用于控制函数发生器、CCD相机的工作状态，计算机用于控制数据采集卡的工作状态、对CCD相机采集的图像序列信号进行锁相处理，实现对待测钙钛矿样品的光致载流子或电致载流子辐射成像。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统，其特征在于包括两个激光器，两个所述激光器在待测钙钛矿样品上形成的两个激光光斑完全重合。

3.根据权利要求2所述的钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统，其特征在于：所述的两个激光器所发射激光的照射方向与待测钙钛矿样品所在平面的法线呈锐角设置。

4.根据权利要求3所述的钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统，其特征在于：所述的两个激光器以待测钙钛矿样品所在平面的法线为对称轴线呈对称分布。

5.根据权利要求1所述的钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统，其特征在于：所述激光器产生的激光光束的光子能量大于待测测钙钛矿样品的能带禁带宽度Eg，即所述激光器产生的激光光束的波长为λ满足：1240/λ＞Eg，所述的激光器产生的激光光束的波长位于紫外-可见光波段。

6.根据权利要求1所述的钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统，其特征在于：所述的CCD相机的有效工作波长范围为400-1100纳米。

7.根据权利要求1所述的钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统，其特征在于：所述CCD相机的镜头前端还设置有滤光片，所述滤光片用于滤除被反射的调制激光信号和环境杂散光的噪声信号。

8.一种钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试方法，其特征在于，

所述的锁相载流子辐射成像测试方法是通过权利要求1-7中任一项所述的钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试系统实施的，并且，所述的锁相载流子辐射成像测试方法包括：

计算机控制数据采集卡并控制函数发生器进而控制激光器产生调制激光信号，并以调制激光信号对待测钙钛矿样品施加光激励，以使待测钙钛矿样品产生光致载流子辐射信号；以CCD相机探测采集光致载流子辐射信号产生的图像序列信号，并以计算机对图像序列信号进行锁相处理，从而实现对待测钙钛矿样品的光致载流子辐射成像；

或者，计算机控制数据采集卡并控制函数发生器产生的调制电信号对待测钙钛矿样品施加电激励，以使待测钙钛矿样品产生电致载流子辐射信号，以CCD相机探测采集电致载流子辐射信号产生的图像序列信号，并以计算机对图像序列信号进行锁相处理，从而实现对待测钙钛矿样品的电致载流子辐射成像。

9.根据权利要求8所述的钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试方法，其特征在于，还包括：使待测钙钛矿样品随三维移动样品台在三维空间内移动，以使待测钙钛矿样品与激光器保持预定距离，且使激光器提供的调制激光形成光功率密度分布均匀且覆盖待测钙钛矿样品的激光光斑。

10.根据权利要求8所述的钙钛矿材料/器件的锁相载流子辐射成像测试方法，其特征在于：所述的待测钙钛矿样品包括钙钛矿材料、钙钛矿光伏/光电器件及模组中的至少一者。

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