ScanPro Advance为高配置定制化的多功能光电测试系统,灵活的配置可以满足复杂的定制化需求。在单台设备上可以集成拉曼光谱,荧光光谱,稳态/瞬态光电流测试,吸收光谱,荧光寿命测试,电致发光测试,并且通过高精度的压电平移台进行光谱扫描,光电流扫描以及荧光寿命扫描。超高稳定性的显微镜结构可以支持长时间的连续测试,多层光学光路可以使用包括连续输出激光器,皮秒脉冲激光器,卤素灯,氙灯等多种光源进行测试。
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1. ScanPro:高压调控二维金属卤化物钙钛矿材料光电性能新进展
近年来,二维层状有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿材料(HOIPs)因具有高稳定性、高发光量子效率以及可调控性等优点而成为发光二极管、太阳能电池领域的研究热点。
南京工业大学IAM团队,采用基于金刚石对顶砧的高压技术研究了二维金属卤化物钙钛矿材料(PEA)2PbI4在高压下的结构,电学及光学性质。研究发现,当压力达到5.8 GPa时,(PEA)2PbI4结构发生相变并伴随着直接到间接带隙的转变。当压力释放的时恢复到直接带隙,证明了结构相变的可逆性,探索了(PEA)2PbI4在高压下的结构及光电性质。相关工作以题为“Direct-indirect Transition of Pressurized 2D Halide Perovskite: Role of Benzene Ring Stack Ordering”发表于国际物理化学权威学术期刊The Journal of Physical Chemistry Letters。

高压下(PEA)2PbI4的吸收热图
该工作首先利用我司E1-S金刚石对顶砧二维材料转移系统(https://www.metatest.cn/productinfo/1088234.html)将(PEA)2PbI4等二维材料、单晶钙钛矿材料、纳米片、剥离后的薄膜材料等转移到金刚石砧端面,基于金刚石对顶砧的高压技术研究了二维(PEA)2PbI4在高压下的结构,电学及光学性质。

E1-S金刚石对顶砧二维材料转移系统设备图

左图:金刚石砧示意图;中图:待研究材料转移压覆图;右图:待研究材料转移后样图
下图(a)中,利用我司荧光成像显微镜拍摄的不同压力下的单晶(PEA)2PbI4样品的荧光图像,激发光源是高功率的450nmLED灯,可以发现随着压力的增加,样品荧光发光颜色从绿色变成了红色,当压力释放以后,发光颜色又恢复成了绿色。


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2. ScanPro:部分预成核以制备单相基于FA0.92MA0.08PbI3的高效太阳电池
高性能钙钛矿太阳能电池(PSCs)的开发已经进行了大量的研究, 并取得了显著的成果. 基于FA
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MA1−
x
PbI3的混合阳离子钙钛矿具有广泛的吸光范围和显著的热稳定性, 是获得高性能器件的理想材料.
然而, 很难通过前驱体来控制钙钛矿膜中混合阳离子的比例. 此外, 高MA+含量的FA
x
MA1−
x
PbI3薄膜存在严重的相分离和大量的陷阱态, 导致光伏性能较差. 为了抑制相分离,近日,华北电力大学可再生能源学院研究团队提出了一种退火前部分成核的后处理方法, 用混合的甲酰胺碘/甲铵碘(FAI/MAI)溶液处理制备的FAI-PbI2-DMSO中间相, 最终得到的钙钛矿为FA0.92MA0.08PbI3. 发现由于类似的分子结构引发了钙钛矿后处理薄膜中的离子交换, 从而促进了部分成核, 缺陷大大减少. 因此, 增加的光捕获和减少的缺陷态有助于提高开路电压和短路电流. 用后处理方法制备的PSCs在大气条件下, 最大PCE为20.80%, 80天后降解率为30%, 具有可靠的重现性。文章《Advanced partial nucleation for single-phase FA0.92MA0.08PbI3-based high-efficiency perovskite solar cells》发表在SCIENCE CHINA Materials.
为了验证样品的均匀性和相分离的特征,作者利用ScanPro系统高精度荧光扫描模块对样品10 × 10 μm2的区域进行了微区PL光谱扫描测试,单步长为200nm(ScanPro系统扫描点间距最小50nm,扫描范围XY方向各100um,并可记录下每一点的整条光谱信息,便于后续针对峰位、强度、峰位差等参数画mapping图)。微区PL光谱扫描测试,结合AFM的形貌图,可以有效地分析材料光电特性和材料形貌、组分之间的关系。

图c是MCPFA0.92MA0.08的PL峰位扫描图,
图d是Tra-FA0.9MA0.1的PL峰位扫描图;
图e是MCPFA0.92MA0.08是PL峰强度扫描图,积分范围是 800 to 810 nm,图f是Tra-FA0.9MA0.1的PL峰强度扫描图,积分范围是715 to 815 nm。

