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钙钛矿薄膜检测

原创
发布时间:2025-06-30 20:49:14
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检测项目

结构特性检测:

  • 结晶度分析:晶粒尺寸(平均尺寸≥50nm)、结晶相比例(正交相占比≥95%,参照ASTM E112)
  • 厚度均匀性:平均厚度(50-200nm范围)、厚度偏差(标准差≤±5%)
  • 表面形貌:粗糙度(Ra≤2nm,参照ISO 4287)、孔洞密度(<5个/μm²)
成分分析检测:
  • 元素组成:铅/碘比(1:3摩尔比偏差±0.05)、杂质含量(金属杂质≤0.1wt%)
  • 化学计量:计量偏差(碳氢元素误差±0.02wt%)、氧含量(≤0.5wt%)
光学性能检测:
  • 吸光度:波长350-800nm吸光系数(>104 cm-1)、带隙能量(1.5-1.6eV范围)
  • 发光特性:光致发光量子效率(≥80%)、发光峰位(波长偏差±5nm)
电学性能检测:
  • 导电率:载流子迁移率(>10 cm²/V·s)、电导率范围(1-10 S/cm)
  • 界面特性:缺陷密度(<1015 cm-3)、串联电阻(≤1 Ω·cm²)
光电转换检测:
  • 效率参数:光电转换效率(PCE≥20%)、填充因子(FF≥75%)
  • 稳定性测试:光照衰减率(1000h衰变≤10%)、热老化性能(85°C下效率保持≥95%)
机械性能检测:
  • 柔韧性测试:弯曲半径(≤5mm失效)、杨氏模量(≥10 GPa,参照ASTM E111)
  • 附着力:剥离强度(≥5 N/cm,参照ISO 4624)
缺陷分析检测:
  • 孔洞检测:孔洞密度(<5个/μm²)、裂纹长度(≤1μm)
  • 晶界特性:晶界电阻(≤100 Ω·μm)、晶粒取向偏差(角度≤5°)
热稳定性检测:
  • 热循环测试:温度范围(-40°C至85°C循环)、效率衰减(≤5%/100次)
  • 湿度稳定性:85%RH下膜层退化率(≤5%/h)、相变温度(≥150°C)
界面特性检测:
  • 接触电阻:电极界面电阻(≤0.1 Ω·cm²)、能垒高度(≤0.3eV)
  • 层间结合:界面缺陷密度(<1012 cm-2)、粘附强度(≥3 MPa)
环境可靠性检测:
  • 紫外老化:UV照射下效率保持(≥90%/500h)、颜色变化(ΔE≤2)
  • 化学腐蚀:酸碱溶液浸泡质量损失(≤1%/24h)、氧化速率(≤0.1 mg/cm²·h)

检测范围

1. 有机-无机钙钛矿薄膜(如CH3NH3PbI3): 用于太阳能电池光吸收层,检测重点为光电转换效率和湿热稳定性,监控相纯度和界面缺陷。

2. 全无机钙钛矿薄膜(如CsPbBr3): 应用于LED和激光器件,侧重蓝绿光发射性能和高温耐受性,检测发光量子效率及热导率。

3. 二维钙钛矿薄膜(如BA2PbI4): 用于柔性光电器件,检测重点为层状结构稳定性和弯曲疲劳寿命,关注厚度均匀性和机械强度。

4. 铅基钙钛矿薄膜(如FAPbI3): 针对高效光伏应用,检测窄带隙吸收特性和铅渗出率,确保环境合规性。

5. 无铅钙钛矿薄膜(如Sn基或Ge基): 用于环保型器件,检测重金属替代元素含量和光电效率折损,监控毒性残留。

6. 钙钛矿量子点薄膜: 应用于显示技术,检测点尺寸分布(2-10nm)和发光均匀性,聚焦荧光寿命和色纯度。

7. 钙钛矿-硅叠层薄膜: 用于多结太阳能电池,检测界面复合损失和光谱匹配度,关注串联电阻和效率增益。

8. 喷雾沉积钙钛矿薄膜: 针对大面积制备工艺,检测厚度梯度(≤±5%跨10cm²)和结晶缺陷密度,确保规模化一致性。

9. 气相沉积钙钛矿薄膜: 用于高纯度器件,检测元素均匀性(偏差≤±2%)和表面平整度,监控沉积速率影响。

10. 钙钛矿光探测器薄膜: 应用于传感器件,检测响应速度(≤1ms)和暗电流密度(≤10 nA/cm²),侧重噪声比和线性范围。

检测方法

国际标准:

  • ASTM E112-13 金属平均晶粒度测定方法(适用于结晶度分析)
  • ISO 18516:2019 表面粗糙度测试方法(用于形貌检测)
  • IEC 60904-1:2020 光伏器件电流-电压特性测试(用于光电转换效率)
  • ISO 178:2019 塑料弯曲性能测定(适用于柔性测试)
  • ASTM G154-16 非金属材料紫外老化试验(用于环境可靠性)
国家标准:
  • GB/T 31369-2015 薄膜太阳电池电性能测试方法(覆盖JV曲线及效率参数)
  • GB/T 4340.1-2009 金属维氏硬度试验(用于机械性能检测)
  • GB/T 16525-1996 半导体材料载流子浓度测试(用于电学性能分析)
  • GB/T 2423.3-2016 湿热试验方法(用于稳定性检测)
  • GB/T 1771-2007 色漆和清漆耐中性盐雾性能测定(用于腐蚀测试)
方法差异说明:例如,IEC 60904-1与GB/T 31369在光照强度校准上存在差异(IEC要求1000W/m²±2%、GB为100mW/cm²±1%);ASTM E112与GB/T 4340.1在晶粒度评级尺度不同(ASTM采用线性截距法、GB用面积法)。

检测设备

1. 扫描电子显微镜: Hitachi SU8010型(分辨率1.0nm,加速电压0.5-30kV,用于形貌和缺陷分析)

2. X射线衍射仪: Bruker D8 Advance型(角度范围5-80°,步长0.02°,用于结晶度和相结构检测)

3. 光致发光光谱仪: Horiba LabRAM HR型(波长范围300-1100nm,分辨率0.1nm,用于光学性能和量子效率测试)

4. 原子力显微镜: Bruker Dimension Icon型(扫描范围100μm×100μm,精度0.1nm,用于表面粗糙度和力学映射)

5. 四探针测试仪: Lucas Labs Pro4型(电阻测量范围0.1Ω-10MΩ,精度±0.5%,用于电导率和薄层电阻)

6. 太阳模拟器: Newport Sol3A型(光谱匹配AM1.5G,强度100mW/cm²±1%,用于光电转换效率测试)

7. 椭偏仪: J.A. Woollam M-2000型(波长范围190-1700nm,膜厚精度±0.1nm,用于光学常数和厚度分析)

8. 紫外-可见分光光度计: Shimadzu UV-2600型(波长范围190-900nm,带宽1nm,用于吸光度和透射率检测)

9. 热分析仪: Netzsch STA 449型(温度范围RT-1500°C,灵敏度0.1μg,用于热稳定性和相变测试)

10. 霍尔效应测试系统: Lake Shore 7707型(磁场强度0-2T,载流子浓度分辨率1010 cm-3,用于电学性能分析)

11. 环境试验箱: ESPEC PL-3型(温控范围-40°C至130°C,湿度10-98%RH,用于稳定性和老化测试)

12. 拉力试验机: Instron 5967型(载荷范围0.005-10kN,精度±0.5%,用于柔韧性和附着力测试)

13. 荧光显微镜: Olympus BX53型(放大倍数50-1000×,激发波长365nm,用于缺陷和发光分布可视化)

14. 电化学工作站: CHI 660E型(电位范围±10V,电流分辨率1pA,用于界面特性和腐蚀测试)

15. 气相色谱质谱联用仪: Agilent 7890B型(检测限0.01ppm,用于成分分析和杂质识别)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试,望谅解(高校、研究所等性质的个人除外).

CMA/CNAS等证书详情,因时间等不可抗拒因素会发生变更,请咨询在线工程师.

合作客户(部分)

1、自创办以来和政、企、军多方多次合作,并获得众多好评;

2、始终以"助力科学进步、推动社会发展"作为研究院纲领;

3、坚持科学发展道路,统筹实验建设与技术人才培养共同发展;

4、学习贯彻人大精神,努力发展自身科技实力。

合作客户

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