广西原位光谱检测测量系统

“实时原位”环境模块：比色皿支架：标准的，可带磁力搅拌和温控。浸入式光纤探头：通用配置。可以插入任何开口的反应容器，甚至压铸在混凝土里，或通过活检针进行体内测量。显微镜载物台与活细胞工作站：这是生物成像的*原位平台。一个倒置荧光显微镜，载物台上安装一个环境控制小室，内部保持37°C、5% CO₂和湿度，细胞就在这个模拟的生理环境下生长，我们通过物镜从底下连续拍照，长达数小时甚至数天。微流控芯片平台：将化学反应或细胞培养集成到一块小小的芯片上，直接在显微镜下观察层流混合、浓度梯度刺激和单细胞捕捉后的实时荧光响应。原位PL光谱跟踪，实时评估钙钛矿稳定性。广西原位光谱检测测量系统

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。辽宁钙钛矿原位光谱监控系统原位光谱检测供应商PeroTrack驱动钙钛矿研发从试错走向理性设计。

光致发光的微观过程：雅布隆斯基能级图为了更细致地理解，我们引入雅布隆斯基能级图。它描述了电子在不同自旋多重度的能态间跃迁的路径。想象一个三线系统：基态(S₀)：电子舒舒服服待在比较低能级，通常是单重态。激发单重态(S₁,S₂…)：电子吸收光子后，跃迁到这些更高能级，且自旋保持不变（自旋配对）。激发三重态(T₁)：电子可以通过系间窜越改变自旋方向，到达能量更低的三重态。当电子被激发到高能级（如S₂）后，会发生一系列超快过程：振动弛豫(VR)和内转换(IC)：在皮秒（10⁻¹²秒）量级内，电子会通过放热等方式，迅速落到S₁的比较低振动能级。这个过程不发光。荧光(Fluorescence)：然后，电子从S₁回到基态S₀，发出一个光子。这个过程很快，寿命通常在纳秒（10⁻⁹秒）量级。我们通常测得的稳态PL光谱，大部分就是荧光信号。磷光(Phosphorescence)：如果电子从S₁先通过系间窜越到了三重态T₁，再从T₁回到基态S₀发光，这个过程就叫磷光。由于涉及自旋禁阻，这个过程很慢，寿命可达微秒、秒甚至更长。对钙钛矿而言，室温下我们主要关注的是荧光，其发光复合过程非常高效。

光谱仪选择，推荐光谱范围与分辨率范围需覆盖目标荧光，常见于200-1100nm。分辨率决定了辨别邻近谱峰的能力。包括PMT、CCD/ICCD、InGaAs阵列等。PMT灵敏，CCD可成像，InGaAs擅长近红外。不同类型的探测器决定了仪器在不同波长、速度和功能上的表现。

案例一：电池界面动态成像研究单位：中国科学技术大学研究内容：向水系锌电池中引入荧光pH指示剂，结合共聚焦显微镜逐层扫描，实现了电极/电解液界面pH场的三维、原位、定量可视化。关键发现：揭示了由重力引起的化学分层及活性物质再分布现象，阐明了新的电池失效机制，为水系电池设计提供了全新视角。 旋涂过程荧光监控，实现高重现性薄膜制备。

主要光路：激发光源：常用的是半导体激光器，波长为405nm、450nm、520nm等。选择原则是光子能量必须大于钙钛矿的带隙，且避免与PL峰位重叠。激光通过带通滤光片纯化，然后经二向色镜（对激发光高反，对PL长波通）或Y型光纤的一个分支，被聚焦到样品上。Y型光纤特别适合集成到手套箱，一束光纤传激发光，同心外圈或另一分支收集PL光，非常灵活。信号收集与检测：从样品发出的PL光，经同一透镜收集，穿过二向色镜，再经过长通滤光片（彻底滤除残留的激发光），耦合进入光谱仪。光谱仪内部用光栅分光，由CCD（硅基，用于可见光）或InGaAs（铟镓砷，用于近红外）阵列探测器记录光谱。对于TRPL，则采用时间相关单光子计数（TCSPC） 模块，用皮秒脉冲激光激发，由单光子雪崩二极管（SPAD）或微通道板光电倍增管（MCP-PMT）接收信号，通过统计每个光子到达时间重建衰减曲线。实时PL监控退火，优化钙钛矿薄膜质量。广西原位光谱检测测量系统

稳态/瞬态PL光谱，揭示载流子动力学奥秘。广西原位光谱检测测量系统

相关科研案例：

原位表征——揭示器件的“生老病死”研究单位：李澄研究员团队主要成果：开发了一系列原位表征技术，用于实时研究钙钛矿光电器件（含量子点LED）的衰减机制。研究内容：开发并整合了原位光电子能谱、电吸收谱和荧光成像显微等技术。重点研究了离子迁移这一影响器件稳定性的主要难题。原位PL的角色：在器件工作时，原位电致发光（EL）成像和PL成像被用来实时观察发光强度与位置的变化，并与离子迁移等过程关联。

原位合成——一体化解锁高效暖白光LED研究单位：叶志镇院士团队主要成果：创新“原位合成制膜一体化技术”，用于制备高性能金属卤化物暖白光LED。研究内容：为解决新材料难溶解、高温易分解的问题，团队开发了将材料合成与薄膜制备同步完成的工艺，实现单一材料比较高亮度的暖白光LED。原位PL的角色：该技术中，“原位合成”与“制膜”同步完成。PL作为关键光学性质，被用于实时监测和优化膜层质量。 广西原位光谱检测测量系统