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卓立汉光系统解决方案助力钙钛矿材料研究

卓立汉光系统解决方案助力钙钛矿材料研究
 


 

钙钛矿(Perovski)材料是一类有着与钛酸钙(CaTiO3)相同晶体结构的材料。 钙钛矿材料结构式一般为ABX3,其中A,B是两种阳离子,X 是阴离子。 近200年来,人们对钙钛矿材料的研究从未停止,元素周期表几乎所有的元素都可以占据晶格结构的位置组成钙钛矿。钙钛矿大家族里现已包括数百种物质,范围极为广泛,其中很多是人工合成的。 这类材料具有独特的魅力,其多变的晶体结构可以引申出众多的材料属性:可以是绝缘体、半导体、导体、超导体,可以具有铁电性、铁磁性,铁弹性、催化性、质子传导性、离子传导性、光电性。
 

彩吧助手JINNIANLAI,SUIZHEDUIQIBUDUANYANJIURENSHI,GAITAIKUANGCAILIAOYUELAIYUESHOUDAOKEXUEJIADEZHONGSHI。MUQIANGUANGWEIRENZHIDEYINGYONGSHILIYONGHENDUOBANDAOTILEIGAITAIKUANGCAILIAOLIANGHAOXIGUANGXING,ZAITAIYANGNENGDIANCHISHANGDEYINGYONG,SHENZHIZAI2016NIANJIUYOUBAODAOCHENG: GAITAIKUANGJIANGLAIYAOQUANMIANQUDAIGUIJINGTICAILIAO! 2016NIAN12YUEDE《ZIRAN》XINWENSHANG,YINWEIKANHAOQIZAITAIYANGNENGDIANCHISHICHANGDEQIANJING,SHENZHIJIANGGAITAIKUANGCHENGWEI*WEIZHIDEQIDAIDEQIJICAILIAO。

目前被广泛研究的钙钛矿大概可以分为二大类:氧化物钙钛矿和金属卤素钙钛矿。
 

早期的有关钙钛矿的研究和应用主要集中在氧化物钙钛矿,比如燃料电池,光催化还原,光致变色等;而金属卤素钙钛矿则具有更加优异的光电性能,比如:带隙易调节,宽光谱吸收,光吸收系数大,载流子寿命长,荧光效率高等,另外制备途径多样,成本更低廉也是促进其快速发展的重要因素!
 

ZI2009NIANJIANGMAPbBr3 YIJIMAPbBr3 YINGYONGYUTAIYANGNENGDIANCHIHUODELIANGHAODEGUANGDIANZHUANHUANXIAOLV,SHINIANSHIJIANLI,QIXIAOLVYIJINGTUPO22%,BIJINLILUNJIXIANZHI。 JIYUZAITAIYANGNENGDIANCHILINGYUJILEIDEJINGYANHECAILIAOZISHENDETEDIAN,KEXUEJIAMENYOUJIANGMUGUANGTOUXIANGLEGAITAIKUANGGUANGDIANTANCEQI,FAGUANGERJIGUANDEYANJIU,BINGHUODEJUDAJINZHAN! HONGGUANG,LANGUANG,YIJILVGUANGQIJIANDEXIAOLVZHUNIANTISHENG,KEJIAN,HONGWAI,SHENZHISHIXSHEXIANTANCEQILVJIANBAODAO。


据预测,到2030年,光伏发电将占全球新发电容量的近三分之一,而照明占全球用电量的五分之一,钙钛矿材料作为新型的光电材料,无论是在显示照明,太阳能光伏发电,以及光电探测都是目前炙手可热的研究方向。

 

彩吧助手BEIJINGZHUOLIHANGUANGYIQIYOUXIANGONGSIZUOWEIGUONEIZHIMINGDEGUANGDIANYIQISHENGCHANCHANGJIA,20DUONIANLAIYIZHIZHUANZHUYUGUANGDIANLEIYIQIDEYANFAHESHENGCHAN。 QIZHONGWOMENDEYINGGUANG、LAMAN、GUANGDIANTANCEQIGUANGPUXIANGYING,TAIYANGNENGDIANCHIJIANCEDENGCESHIXITONGWEIGUONEIZHONGDUODEGAITAIKUANGTAIYANGNENGDIANCHI,FAGUANGERJIGUAN,GUANGDIANTANCEQIDENGYANJIUFANGXIANGTIGONGJISHUHEYIQIZHICHI。

 

钙钛矿太阳能电池测试系统
 

卓立汉光提供全套钙钛矿电池测试系统
 

● IV系统

功能:彩吧助手测量太阳能电池短路电流、短路电流密度、开路电压、*大功率、*大功率电流、*大功率电压、填充因子、光电转换效率、正反向调速扫描与暗电流扣除功能。

特点:彩吧助手AAA级太阳光模拟器,长时间稳定性好(不稳定度<0.8%)可用于长时间稳定性测试,模拟器光出口四个方向可调满足客户样品在手套箱里面的测试需求,出光口遥控光阑片方便遮光更换样品。

组成:太阳光模拟器、标准单晶硅太阳电池(中国计量研究院标定)、吉时利2400源表、样品探针台、IV软件。

 

● QE系统

功能:光谱响应度、外量子效率、内量子效率、反射率、透射率、积分短路电流密度、光束诱导电流。
 

特点:测量结果重复性高测量结果准确可重复,自动化测试流程高简化测试员工作、测试出错率低,系统*小光斑直径小于1mm满足小面积电池的测试需求,高稳定性高强度光源不同重复标定标准探测器,节省测试时间,高强度光源充分激发电池效率,测试结果更准确,全反射光路无色差测试结果无偏差。

 

文献案例:
 

 

彩吧助手ZHAIZI:Halogen Engineering for Operationally Stable Perovskite Solar Cells via Sequential Deposition, Adv. Energy Mater. 2019, 1902239, SHIYONGZHUOLIHANGUANGDE MONIQISolar IV-150A,JISolar Cell Scan100 CESHIXITONG

 
 
● 卓立汉光为钙钛矿电池测试提供特殊定制样品台

彩吧助手GAITAIKUANGTAIYANGNENGDIANCHICHULIANGDUANDIANJIWAI,GONGNENGCENGFENWEIKONGXUECHUANSHUCENG(NiOx)、GAITAIKUANGCENG(CH3NH3PbI3)YIJIDIANZICHUANSHUCENG(ZnO)。TAIYANGGUANGCONGITOBOLIMIANRUSHE,DIANJIZAIRUSHEGUANGBEIMIAN,CHENGWEIBEIDIANJIJIEGOU。YINJIWEIAl、YANGJIWEIITO。

 

彩吧助手ZHUOLIHANGUANGZHENDUIZHEIZHONGBEIDIANJIJIEGOUDEGAITAIKUANGTAIYANGNENGDIANCHITIGONGDINGZHIYANGPINTANZHENTAI,QE-F6-D。YOUYUBUTONGKEHUZHIZUODEDIANCHICHICUNHEDIANJIWEIZHIBUTONG,YINCIZHUOLIHANGUANGZHENDUIMEIGEKEHUDEDIANCHICHICUNJIDIANJIWEIZHILIANGSHENDINGZUOYANGPINTAI,DADAODIANJIJIECHULIANGHAO、BUZHEGUANG、BUYISUNHUAIITOMOJITONGYIYANGPINSHANGBUTONGDIANCHIKUAISHUCHUDEKUAISUQIEHUAN。

 

QE-F6-DSHIYONGJIANDAN,ZHIXUSANBUJIUKEYIWANCHENGYANGPINANZHUANG:

1.解锁打开上盖;
2.ITO面朝上放入样品台;
3.扣上盖锁好,旋转旋钮选择不同电池片的电流输出;
 
 
钙钛矿电池结构   
QE-F6-D 样品探针台

                        
钙钛矿材料PL发光特性研究

 

卓立汉光自主研发的OminiFluo-900 系列荧光光谱系统可以方便地完成钙钛矿材料的PL 发光特性研究,不但可以给出完善的全光谱稳态荧光光谱,同样可以实现从ns-us-ms-s 范围的荧光寿命测量。
 

OmniFluo900系列以模块化设计为原则,以我公司 15 年丰富的光谱系统设计、制造及品控经验为基础,搭配时间分辨率达到皮秒量级多通道扫描单光子计数器,可方便地实现荧光(PL)光谱、激光诱导荧光(LIF)光谱、电致发光(EL)光谱及荧光量子产率(QY)等多种稳态、瞬态测试功能。
 

主要特点:

● 模块化结构设计,后续升级简单方便;
● 超宽光谱范围: 200-2500nm;
● 超高灵敏度:水拉曼信噪比>10000:1;
● 超高光谱分辨率及准确性: <0.08nm光谱分辨,+/-0.2nm准确度,+/-0.1nm 重复精度;
● 发射光谱校正功能;
● 众多升级选项,功能齐备;

 

彩吧助手SHANGTU:OminiFluo-990XITONGLIYONGDEDAODEGAITAIKUANGCs4PbBr6 ZAIBUTONGWENDUXIADE WENTAIFAGUANGYIJISHOUMINGSUIWENDUBIANHUACESHISHUJU! (WENTAIJIFA:75WXIANDENG@360nm;FASHE:450-650nm;SHUNTAIJIFA:375nm ps LaserFASHE:520nm)

 

文献案例:

比如近期的在以钒氧化物为掺杂剂的高性能、稳定的钙钛矿太阳能电池研究中(发表于J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 13256–13264,DOI: 10.1039/c9ta03351c,华侨大学,福建绿色功能材料工程研究中心&教育部环保功能材料工程研究中心的文章),不同掺杂剂下基于spiro-OMeTAD的钙钛矿太阳能电池的稳态光致发光PL光谱的峰值大约在762nm,通过测试时间分辨光谱比较了空穴的复合萃取能力。使用双指数拟合对数据处理中,短寿命组分和长寿命组分分别与非辐射复合以及整体性能相关,原始的钙钛矿薄膜的PL 双组分寿命分别为τ1=22.0 ns ,τ2 = 219.0ns, 而基于spiro-OMeTAD+V2O5 钙钛矿显示了更短的寿命组分: τ1=8.6 ns ,τ2 = 41.0ns, 基于spiro-OMeTAD+O2 钙钛矿则为: τ1=19.6 ns ,τ2 = 70.5ns,由此得出结论:基于基于spiro-OMeTAD的V2O5 掺杂剂的钙钛矿展示了更快的更有效的空穴复合萃取能力。文章中的数据见下图

 

文章中的时间分辨PL光谱寿命测试系统TRPL来自于卓立汉光的OmniFluo 系统。

对于更快的发光过程,卓立汉光可提供条纹相机光谱测试系统可以快速完成ps 量级的荧光寿命测试,从而了解更多带隙间结构信息! 条纹相机的测试方法有望成为超快荧光测试的新宠!
 

 

主要特点:

● 紫外到近红外光谱响应: 200-900nm;
● 超高时间分辨光谱:<=2ps时间分辨;
● 主流核心部件,国际品质保障;
● 兼容高频同步扫描及单次低频触发扫描模式;
● 优化系统配置,超高灵敏度;
● 与光谱仪连用,提供完整时域光谱测试解决方案

 

文献案例

兰州大学利用条纹相机得到的 Cs4PbBr6 以及 CsPbBr3 钙钛矿材料的超快荧光组分寿命数据(文章发表在2019年10月9日的 Physical Chemistry Letters ),文章中提到,钙钛矿材料Cs4PbBr6 在之前用TCSPC 做寿命测试的时候,寿命为2.6ns(69%),15ns(31%), CsPbBr3 无法测到,因为超出了仪器测试的极限! 然后用条纹相机测试时,发现了更快的寿命组分,分别为: Cs4PbBr6 (11 ps) and CsPbBr3 (24 ps)。 证明了Cs4PbBr6的衰变速度明显快于CsPbBr3。