天津钙钛矿PL光谱原位光谱检测测量系统

原位荧光测试系统通过模拟真实反应环境、实时捕捉荧光信号，能像“动态录像”一样直观追踪材料在反应中的变化，揭示反应的微观机理。其主要运作依赖两大组件：提供高能量、高单色性激发光的激光器，和进行高分辨、高灵敏度检测的光谱仪。我们的激光器覆盖深紫外(266nm)、可见光至近红外，根据样品的吸收特性选择。直接决定了能否有效激发目标物质。脉冲激光器可达单脉冲能量≥200mJ，连续激光器从1mW到500mW不等。信号的强弱和能否穿透复杂介质。功率过高则可能损伤样品。工况下实时采集PL信号，揭示演变规律。天津钙钛矿PL光谱原位光谱检测测量系统

光致发光的特点1.优点（1）光致发光分析方法的实验设备比较简单测量本身是非破坏性的，而且对样品的尺寸、形状以及样品两个表面间的平行度都没有特殊要求。（2）它在探测的量子能量和样品空间大小上都具有很高的分辨率，因此适合于作薄层分析和微区分析。2.缺点（1）它的原始数据与主要感兴趣的物理现象之间离得比较远，以至于经常需要进行大量的分析，才能通过从样品外部观测到的发光来推出内部的符合速率。（2）光致发光测量的结果经常用于相对的比较因此只能用于定性的研究方面。（3）测量中经常需要液氦低温条件也是一种苛刻的要求。（4）对于深陷阱一类不发光的中心，发光方法显然是无能为力的。海南钙钛矿PL光谱原位光谱检测设备原位荧光显微镜，生命与材料科学通用利器。

原位稳态PL：实时记录PL光谱。我们从中提取：峰位移动：可以实时追踪结晶过程中的带隙演变，比如碘铅甲脒体系中，从非钙钛矿相的黄相（δ-FAPbI₃，峰位~800nm外）到光活性黑相（α-FAPbI₃，峰位~820nm）的相变，可被峰位突变精细捕获。还能探测卤素偏析过程。强度上升与下降：强度急剧上升对应成核爆发、晶体生长；强度达到平台对应结晶完成。若之后强度下降，则对应材料在持续退火中发生降解或增加缺陷。半峰宽窄化：FWHM从宽变窄的过程，直接反映了材料从能量无序度高的无定形/中间相，向有序晶体过渡的过程。这是判断结晶质量的重要指标。

金属卤化物钙钛矿材料具有优异的光电性能，目前在太阳能电池、LED、光电探测器、激光等领域表现出了巨大的潜力。其中金属卤化物钙钛矿太阳能电池在短短二十年内已实现超过27%的创纪录效率，但光伏性能和运行稳定性仍高度依赖钙钛矿薄膜的成核与结晶过程。传统表征技术能捕捉静态状态，忽视了决定薄膜质量的瞬态结晶过程。金属卤化物钙钛矿的成核与结晶动力学在决定钙钛矿薄膜的晶粒尺寸、形貌均匀性和缺陷密度方面起着关键作用，这些因素均对相应钙钛矿太阳能电池的光伏性能产生重大影响。例如，在制备CsPbI3全无机钛矿薄膜时使用乙酸甲酯作为反溶剂可以精确控制成核过程并产生更大、更均匀的晶粒。稳态/瞬态PL光谱，揭示载流子动力学奥秘。

光致发光光谱（PhotoluminescenceSpectroscopy，简称PL谱），指物质在光的激励下，电子从价带跃迁至导带并在价带留下空穴；电子和空穴在各自的导带和价带中通过弛豫达到各自未被占据的比较低激发态（在本征半导体中即导带底和价带顶），成为准平衡态；准平衡态下的电子和空穴再通过复合发光，形成不同波长光的强度或能量分布的光谱图。时间分辨光致发光谱（TRPL）是在脉冲单色光照射下，探测物质激发态辐射跃迁光谱随时间变化动力学过程的光谱技术。原位实时荧光，揭示材料形成与降解机制。天津钙钛矿PL光谱原位光谱检测测量系统

集成PL与反射光谱，钙钛矿制程全程在线监控。天津钙钛矿PL光谱原位光谱检测测量系统

相关科研案例：

原位光致发光（PL）光谱研究单位：济南大学 张玉海、刘宏课题组发表期刊/时间：Journal of Materials Chemistry A, 2021年主要技术与装置：专门搭建了一套原位PL光谱监测系统，作为探测Cs₄PbBr₆纳米晶形成过程的主要工具。研究成果：通过追踪PL光谱随时间的演变，成功将纳米晶的形成过程区分为成核和生长两个阶段，并用LaMer机理和Ostwald熟化理论对生长过程进行了解释。

超高时间分辨率原位PL装置研究单位：物理学报发表期刊/时间：2022年主要技术与装置：采用一套自制的原位光致发光（PL）装置，其主要优势在于高达~100毫秒的时间分辨率，能捕捉极快的反应动力学。研究成果：实时监测了CsPbBr₃纳米晶的形成过程。结果表明，在不添加DDDA配体时，纳米晶经历快速成核和尺寸分布集中生长，形成纳米立方体；配体的加入则会影响其形貌。 天津钙钛矿PL光谱原位光谱检测测量系统