Development of system for automatic measurement of transient photocurrent and thermally stimulated current

Desarrollo de un sistema para medición automática de fotocorriente transitoria y corriente estimulada térmicamente

Este trabajo presenta los detalles del diseño y la implementación de un sistema de medición de corriente termicamente estimulada (TSC, por sus siglas en inglés) y fotocorriente transitoria (I_ph), desarrollado a partir del concepto de Instrumentación Virtual. Para esto, se ha utilizado el hardware de National Instrument y el paquete LabView® como software. El sistema está controlado por un instrumento virtual (VI, por sus siglas en inglés) que incluye instalaciones para realizar mediciones de fotocorriente manteniendo la temperatura de la muestra y la presión de la cámara de medida controlada, así como una visualización en tiempo real de las curvas I_ph vs t y TSC vs T . El sistema se probó mediante la realización de fotocorrientes transitorias y mediciones de TSC en películas delgadas CH₃NH₃PbI₃ que se utilizan, generalmente, como capa absorbente de células solares. Este tipo de caracterización es muy útil para obtener información de los procesos de captura y recombinación que afectan las propiedades de transporte de los dispositivos.

Introducción

El control de procesos, la adquisición y el monitoreo de datos con sistemas automáticos que incluyen variables analógicas y digitales, generalmente siguen una arquitectura tradicional que emplea registradores de datos o microcontroladores [R. Mukaro et al., 1998; 1999]. El objetivo de este trabajo es presentar un sistema que fue diseñado e implementado para la medición de la corriente térmicamente estimulada (TSC) y la fotocorriente transitoria utilizando la Instrumentación Virtual [R. Bishop, 2007; G.W. Johnson et al., 2006; y R. Mukaro et al., 1998], que se basa en un concepto donde el software es el componente principal del sistema en contraste con la instrumentación tradicional, donde lo principal es el hardware.  El sistema desarrollado permite medir la fotocorriente transitoria manteniendo controlada tanto la temperatura de la muestra (en un rango entre 80 y 700K) como la presión de la cámara de medida; este sistema también incluye facilidades para variar la temperatura a un ritmo constante en el rango de 2-30 °C/min.