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技术文章

帕尔贴冷热台在钙钛矿薄膜变温拉曼原位表征中的应用

点击次数:317 发布时间:2026/8/19 11:17:25

帕尔贴冷热台在钙钛矿薄膜变温拉曼原位表征中的应用

卤化钙钛矿光伏薄膜的物相转变、离子迁移与温度高度相关,借助拉曼光谱可以解析晶格振动变化,揭示薄膜相变、降解机理。传统液氮制冷冷热台存在机械振动、需要消耗制冷剂,振动会造成拉曼光斑漂移,光谱信噪比下降;耗材需要频繁补充,不适合长时间连续原位观测。Huace TEC150帕尔贴冷热台基于半导体热电效应,无运动部件、无制冷剂,40℃~150℃宽温域、±0.1℃温度稳定性,可直接联用共聚焦拉曼显微镜,实现钙钛矿薄膜变温全过程无振动原位光学表征。

一、钙钛矿薄膜传统变温拉曼测试痛点

液氮制冷带来机械振动,拉曼光斑发生偏移液氦/液氮型冷热台内部制冷流道会产生微小振动,长时间测试光斑漂移,拉曼信号强度持续波动,相变特征峰强度定量不准。

需要持续消耗制冷剂,无法开展长时间循环试验需要定期补充液氮,不能连续开展几十小时冷热循环原位观测,难以复现光伏器件昼夜交变温度老化过程。

升降温斜率调节受限,错过相变过渡区间传统制冷设备升降温速率档位少,无法精细设置030℃/min多段斜率,钙钛矿缓慢相变过程容易被跳过。

设备体积庞大,显微镜样品台安装受限很多低温腔体体积大,难以适配共聚焦显微镜有限样品工作空间,拆装调试繁琐。

部分腔体光路遮挡,透射模式拉曼测试难以实现封闭式腔体光路受限,如需做透射拉曼,需要定制复杂窗口配件,成本高。

二、无振动帕尔贴温控,适配高要求拉曼显微测试

Huace TEC150采用帕尔贴半导体热电制冷制热,整机没有泵体、阀门等机械运动部件,运行全程无振动,放置于显微镜载物台之上,拉曼光斑位置保持稳定,长时间采集光谱不会发生光斑漂移,保证相变拉曼峰强度定量可靠性。整机尺寸仅73×54×19 mm,重量0.27 kg,小巧轻便,直接兼容常规共聚焦显微镜样品台。

三、40℃~150℃宽温域,可编程模拟光伏器件温度工况

温度区间40℃~150℃完全覆盖钙钛矿光伏器件实际服役温度;升降温速率030℃/min连续可调,支持多段程序控温,可以慢速扫描相变温度点,准确捕捉钙钛矿物相转变、离子迁移对应的拉曼特征峰变化;温度稳定性可达±0.1℃,恒温段光谱数据重复性好。敞开式光路结构,反射、透射光路均可实现,可按需选配Φ2 mm透射通光孔,满足透射模式拉曼测试需求。

四、免制冷剂,支持长时冷热循环原位老化观测

无需液氮、氟利昂等耗材,搭配可选配水循环散热系统,能够连续数十小时不间断执行冷热循环程序,模拟户外光伏板昼夜温度交变,原位记录钙钛矿薄膜在循环温度下晶格演变、相分解全过程。智能化温控软件远程控制,自动同步记录温度时序数据,可与拉曼软件时间轴做数据对齐。载样台40 mm×40 mm铜质平台,可放置多片小尺寸薄膜试样。


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