背景技（jì）術（shù）及優勢

表麵光電壓是固體表麵的光生伏特效（xiào）應，是光致電子（zǐ）躍遷的結果。

1876年，W.GAdam就發現了這一光（guāng）致電子躍遷現象;

1948年才將這一光生伏（fú）特效應作（zuò）為光（guāng）譜檢（jiǎn）測技術（shù）應用於半導體材料的特（tè）征參數和（hé）表麵特性研究上，這種（zhǒng）光譜技（jì）術稱為表麵電壓技術（Surface Photovoltaic Technique，簡稱SPV）或表麵光電壓譜（Surface Photovoltaic Spectroscopy，簡稱（chēng）SPS）。表麵光電壓技術是一種（zhǒng）研究半（bàn）導體特征參數的極佳途徑，這種方法是通過對材料光致表麵電壓的改變進行分析來獲（huò）得相關信息的。

1970年，表麵光伏研究獲得重大突破（pò），美國麻省理工學院Gates教（jiāo）授的研究小組在用低於（yú）禁（jìn）帶寬度能量的光照射CdS表麵時，曆史性的第一次獲得入（rù）射光波（bō）長與表麵光電壓的譜圖，以此來確定表麵態的能級，從而形成了表麵光電壓這一新的研究測試手段。

SPV技（jì）術是靈敏的固體表麵（miàn）性質研究的方法之一，其特點是操作簡（jiǎn）單、再現性好、不汙染樣品，不破壞（huài）樣品（pǐn）形貌，因而被廣泛應用於解析光電材料（liào）光生電荷行為（wéi）的（de）研究中。

SPV技術所檢測的信息主要是樣（yàng）品表層（一般為幾十納米）的性質，因（yīn）此不受基底或本體的影響，這對光敏表麵的性質及（jí）界麵電子轉移過程（chéng）的（de）研究顯然很重要。由於表麵電壓技術（shù）的原理是基於檢測由入（rù）射光誘導的表麵電荷的變化，其檢測靈敏度很高，而借助場誘導表麵光電壓譜技術（shù）可以用來測（cè）定半（bàn）導體（tǐ）的導電類型（特別是有機半導體的導電類型（xíng））、半（bàn）導體表麵參數，研究納米晶體材料的光（guāng）電特性，了（le）解半導體（tǐ）光激發電荷分離和電荷轉移過程，實現半導體（tǐ）的譜帶解釋，並為研究符合體係（xì）的光敏過程和光致界麵電荷轉移過程提供可行性方（fāng）法。

瞬態吸收光譜研究光生載流子反應動力學，半導體受激光激發後產生載流子，在其衰減過程中可發生一係列的變化和反應（yīng）.時間分辨紫外可見吸收光譜可監測其隨時間變（biàn）化。首先應需確定載流子的（de）檢測波長（zhǎng），光生電（diàn）子和空穴的特征吸收波長可調控（kòng）電（diàn）極（jí）一種載流子濃度而測量另一種載流子的瞬（shùn）態光吸收與波長的關係。 

瞬態表麵光電壓譜的應用

瞬態光電壓主要應用於半導體材料或者器件的TPV測（cè）試和機理分析，光催（cuī）化材料TiO2、C3N4、CdS、磷化（huà）物等（děng）、催化材料、分子篩、太陽能電池（單晶、多晶、染料敏化、鈣鈦礦）、光電化學的TPV、電化（huà）學材料的TPV等。

產品優勢：采用白光偏置光路（lù）激發材料；大功（gōng）率原裝進口脈衝激光器；采用專有技術的（de）電磁屏（píng）蔽，無（wú）任何（hé）外（wài）界幹擾；測試光路，水平與垂（chuí）直（zhí）可任意在線切換，實現固體樣品和液體樣品均可測試分（fèn）析。

光（guāng）生載流子動力學主要測試技術（shù），載流子動力學測試技術主要有電學和譜學兩類.電學方法主要是光電化學，測量方式又分（fèn）時間域和頻率域.時間域方法主要有瞬態光電壓（TPV）和瞬態光電流（TPC）,頻（pín）率域（yù）方（fāng）法主要有電化學阻（zǔ）抗譜（EIS）和光強度調製光電壓（yā）譜（IPVS）和光強度調製光電流譜（IMPS）等.譜學方法主要是（shì）瞬態吸（xī）收光（guāng）譜和瞬態熒光光譜。這裏主要介紹時間域的光電（diàn）化學測量方法（以TPV為例）。瞬態吸收光譜是（shì）研究半導（dǎo）體光生載（zǎi）流子動力學過程（chéng）和反應曆程的強（qiáng）有力手段之一,它（tā）可以獲得半導體體內光生載流子產生、俘獲、複合、分離過程的重要微觀信息（xī）。

半導（dǎo）體激光器從某一穩定工作狀態過渡到另（lìng）一穩定工作狀態的（de）過程中所出現的瞬態現象，或對階躍電流的（de）響應。主要有激射延遲、張弛振（zhèn）蕩和自脈動。這些現象限製著（zhe）半導體激光器振幅（fú）調（diào）製或頻率調製的性能，特別是高調製速率。

瞬（shùn）態光電壓譜(Transient photovoltage spectrum)給出了不同樣品光生電荷分（fèn）離的動力學信息, 正向光伏信號代表光生電子由表麵向內部轉移。 通常半導體材料的瞬態光伏分為漂移和擴散過程，分別對應短時間範圍和長時間範圍的光伏信號（hào）。

瞬態表麵光電壓工作原理

瞬態表麵光電壓實驗光源為激光器, 脈衝納秒激（jī）光經棱鏡（jìng）分光後被分別射入光電（diàn）倍增管和樣品（pǐn）池中，激光強度通過漸變圓形中性濾光片進行調節. 光電（diàn）倍增管記錄參比信號, 樣品信號經放大器的數字示波器進行記錄。 樣品池由具（jù）有良（liáng）好屏蔽電磁噪音的材料製成。樣品池內部結構由上至下分別為: 鉑網電極（jí）, 雲母片, 被（bèi）測樣品, FTO電極。

瞬態光電（diàn）壓研究光（guāng）生電子的（de）傳輸行為，其光電壓（yā）響應包（bāo）括上升和衰退兩部分，光電壓上升部分在物理上對應於TiO電極導電基底電子濃度增加（類似於電容充電過程），此過程（chéng）由光生電子擴散到（dào）達基（jī）底（dǐ）引起，光電（diàn）壓下（xià）降部分主要（yào）對應於電子離開導電基底的複合過程（類似於電容放電過程（chéng））。瞬態表麵光電（diàn）壓譜光生載（zǎi）流子動力學；瞬態光電壓（yā）研究光生電子的（de）傳輸行為。

技術（shù）參數（shù）:

太陽能電池（chí）光電壓譜