光電化學（PEC）測量系統(tǒng) 是一種高精度科學儀器，用于自動表征樣品的光電性能。它通過紫外、可見光和近紅外波段的強光照射，測量樣品對入射光波長的響應，同時能夠模擬太陽輻射環(huán)境（借助空氣質(zhì)量濾光器），支持多種復雜的實驗需求。該系統(tǒng)配備先進的軟件，可記錄光電流作用圖和光電壓作用圖，并支 持在固定波長下進行恒電位和恒電流測試，包括連續(xù)波（CW）模式和脈沖模式。此外，系統(tǒng)能夠根據(jù)不同波長和偏壓電位計算入射光子與轉化電子（IPCE）比率，并可通過額外配備的積分球，評估吸收光子與轉化電子（APCE）比率。所有實驗參數(shù)，如光波長、強度和邊緣濾光器設置，均由軟件精確控制。其模塊化 設計還允許與凱文探針等設備聯(lián)用，從而拓展實驗功能。

Instytut Fotonowy 公司提供兩種標準配置的PEC系統(tǒng)——增強型光電化學（PEC）測量系統(tǒng)和微型光電化學（PEC）測量系統(tǒng)兩種設備， 同時支持根據(jù)科研需求進行定制化開發(fā)，為新能源研究、光電材料開發(fā)和電化學反應機制探索提供可靠的解決方案。

增強型光電化學（PEC）測量系統(tǒng)，用于靜態(tài)和動態(tài)量的探索，可以自動、全面地對光電特性進行靜態(tài)和動態(tài)技術的表征。該系統(tǒng)是一種將光電光譜儀功能與強度調(diào)制光電流/光電壓光譜（IMPS/IMVS） 太陽模擬器和阻抗相機相結合的儀器。它配備了光校準器配件，可進行光透射測量和按需系統(tǒng)重新校準。使 用此系統(tǒng)，您可以在不移動樣品的情況下對其應用各種測量技術，避免在不同測量設置之間來回移動樣品。 系統(tǒng)的核心部分是一個單色儀，具有兩個輸入狹縫和一個附加的鏡子在光學旋轉平臺上。在第一個單色儀入口處，連接了氙燈。它提供了連續(xù)的波長供應了，并且是太陽模擬器的基礎。第二個單色儀輸入用于 LED 轉輪，帶有 10 個LED光源。LED轉輪提供了用于時間尺度研究的光強度調(diào)制。LED轉輪的光線可以通過鏡子或光柵定向到樣品室。將LED轉輪與光柵相結合可提供更好的光譜分辨率和廣泛的光強度調(diào)制范圍。光源選擇及其操作由軟件控制。

「儀器測量的功能」

多場景適配：核心電化學測試功能

 - 給定偏置電位下樣品的電流測量（計時安培法，CA）

 - 光波長或暗條件下的開路電位測量（OCP）

 - 受太陽（AM1.5G）或單色光照射的樣品光電流測試

 - I-V 特性曲線生成與分析

光學性能分析：表征光的作用與響應

 - 樣品透光率測量

 - 達到樣品的入射光強度監(jiān)測

 - 動作圖繪制（光電流作為電位和波長的函數(shù)）

 - IPCE 圖（入射光子與轉化電子比率）分析

 - APCE 圖（吸收光子與轉化電子比率，配備積分球）計算

 - 樣品反射率評估（使用積分球）

 - 給定擴散長度的樣品厚度分析

載流子行為探索：動態(tài)與壽命參數(shù)

 - 少數(shù)載流子壽命（復合時間）分析

 - 樣品中載流子的傳輸時間測量

 - 擴散系數(shù)計算與評估

 - 給定樣品厚度的擴散長度測量

界面與動力學：電荷傳輸與阻抗性能測量

 - 界面電荷傳輸速率測量

 - 自洽電化學阻抗譜（EIS）測試

 - 非線性效應研究：

   ·高階諧波生成

   ·互調(diào)現(xiàn)象（輸入兩個頻率導致輸出的第三個頻率）

   ·電流整流（樣品電阻隨電流方向變化）

跨領域應用：其他動力學與功能擴展

 - 精確支持其他動力學參數(shù)測量與研究

 - 兼容定制化模塊擴展，適應多樣科研需求

「 靈活定制功能部件 」

該系統(tǒng)主要包含以下部件：樣品室，紫外可見和紅外光單色器，恒電位儀 ，150W 氙燈及其控制器 和水冷系統(tǒng)，電化學池（帶有 Pt 對電極和 Ag/AgCl 參比電極），LED 旋轉器，阻抗相機及 FotoGUI軟 件。

儀器性能可以根據(jù)客戶定制需求進行調(diào)整。

                      圖 1 入射光子-電子轉換效率圖                                                     圖 2 光電流值與光波長和施加電位的關系