CdTe薄膜☆太阳能电池由于高能量效率获得科学家广泛的关注，目前共焦显微荧光光谱经常被用于研究CdTe薄膜高转换效率载流子机制。然而时间分辨的共焦显微荧光方法由于其微米的空间分辨率，不能完全认为CdTe薄膜晶界产生的长寿命缺陷是由于氯掺杂钝化成深度重组能造成的。英国Durham大学Mendis教授联手利物浦大学，别开思路，利用高空间分辨、能量分辨和时间分辨的阴荧光方法，表征了电子和空穴在CdTe境界的传输和空穴在晶界缺陷的长寿命束缚行为。
图1 CdTe薄膜在12K温】度下阴荧光光谱
Mendis教授研究组借助瑞士attolight公司生产的Alalin Chronos 4027系统，CdTe薄▲膜晶粒中和晶界处激子，缺陷发光行为进行表征。这套分析系统兼具连续ぷ阴荧光谱采集和皮秒时间◣分辨阴荧光谱采集功能，低工作ㄨ温度4K，空间分辨率好于10nm。研究的样品是采用磁控溅射方法制备而得的CdTe薄膜，理论上该材料能实现28%的光电转换效率，在太阳能电池领域有广泛的应用↓。
图2 12K低温下脉冲激发CdTe薄膜得到的时间分辨的荧光光谱，a 晶粒G1和晶界GB的时间积分
荧光光谱;b 中性受主束缚激〓子发光eA0 和c 施主受主对跃迁发光的时间寿命
Mendis教授利用Alalin Chronos 4027系统对CdTe薄膜晶粒进行阴荧光光谱探测∞，先采用连续模式得到的是样品128×128pixel的高光谱数据(图1a，图像上每个像素点都有光谱信息)以及对应晶粒和晶界的荧光光谱(图1b)，在图1a的高光谱数据中分离出受主束缚█激子发光卐波长(A0X，图1c);自由电子受主缺陷发光(eA0图1d);施主受主对发光◣(DAP图1e)。分析得知受主缺陷在样品晶界处分布较多。切换至脉冲模式进一步研究，得知晶界缺陷态具有较长的荧光寿命(图2)，进一◇步阐释了CdTe薄膜中，晶界晶粒间的载流子动力学问题。(B. G. Mendis，Long Lifetime Hole Traps at Grain Boundaries in CdTe Thin-Film Photovoltaics，Phys. Rev. Lett. 2015, 115, 218701)
