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光緻發光量子效率測量系統 HiYield-PL

HiYield-PL光緻發光特性測量系統是東譜科技HiOE綜合發光特性測量平台中的重要成員，與東譜科技的絕對法電緻發光特性測量系統 HiYield-EL（請垂詢銷售專員）共同為行業提供了完善的發光樣品測量方案。HiYield-PL 系統由一系列相應的測量組件組成，包括激發光源、單色儀、光譜測量模塊等。利用該系統組件的分布特性，可以靈活搭建適用於不同類型樣品的測量系統，也可以適應豐富的測量場景，如手套箱測量等。

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產品簡介

HiYield-PL是一款光緻發光量子效率測量儀，用於測量發光粉體、薄膜和光功能材料的PLQY及吸收、發射特性。系統支持兩步法和三步法，並集成積分測量與數據校正。HiYield-PL光緻發光特性測量系統是東譜科技HiOE綜合發光特性測量平台中的重要成員，與東譜科技的絕對法電緻發光特性測量系統 HiYield-EL（請垂詢銷售專員）共同為行業提供了完善的發光樣品測量方案。HiYield-PL 系統由一系列相應的測量組件組成，包括激發光源、單色儀、光譜測量模塊等。

利用該系統組件的分布特性，可以靈活搭建適用於不同類型樣品的測量系統，也可以適應豐富的測量場景，如手套箱測量等。

HiYield-PL測量系統具備以下主要功能:

1）采用PL法，結合積分球，準確測量發光樣品的效率參數、輻射度參數、色度參數等；

2）高靈敏度、高動態範圍、高信噪比的測量；

3）多種測量模式可供選擇：單激發波長量子效率、激發波長依賴量子效率、量子效率穩定性測試；

4）全自動一鍵測試。

產品特點

□ 靈活的模塊化設計，可以適合各種測量場景； 

□ 專業的研究級算法加持，精準得到PLQY數據，可根據樣品吸收和散射特性選擇測量流程；

□ 整機緊湊，可置於手套箱進行氮氣氛圍測試； 

□ 可選配自動進樣系統，減少人為操作失誤，提高測量重複性； 

□ 軟件全自動流程化操作，一鍵測量所有參數；

□ 測試波長範圍覆蓋350-900 nm，適配常見可見發光材料及部分近紅外體系；

□ 可同步輸出吸收光譜、發射光譜、光譜功率分布、峰值波長和中心波長等參數；

□ 光學耦合部件、樣品倉、積分測量主機與分析軟件建立標準化量子效率測量流程。

功能參數

□ 發光量子效率（PLQY），內量子效率（IQE）； 

□ 效率參數：激發波長依賴量子效率、藍光吸收比、衰減比率； 

□ 輻射度學：光譜功率分布、輻射通量、光子數、光通量、光視效能、峰值波長、中心波長等； 

□ 色度學：CIE色度坐標、相關色溫（CCT）、顯色指數（CRI）、RGB顏色值等； 

□ 衰減參數：PLQY-t、λ-t、Radiance-t、Lumen-t、K-t、CIE-t、CCT-t、CRI-t等。

功能模塊

光緻發光量子效率測量系統系統

型號

HiYield-PL

規格配置

參數

激發光模塊（氙燈）

光源：150W 氙燈

激發波長範圍：250-700nm

光學帶寬：2nm-5 nm

穩定性：3%

激發波長電動控製

狹縫電動控製

快門電動控製

激發光模塊（LED）

激發波長：365 nm、405 nm、450 nm、520 nm、635 nm等

功率調節範圍：0-100%

激發功率：3.5 mW@365 nm, 5 mW@405 nm, 2.5 mW@450 nm

穩定性：≤0.5%

光譜測試模塊

波長範圍：350-1100 nm；900-1700nm可選


信噪比：1000：1


積分時間：3.8 ms–10 s


動態範圍：3.4 x 106(system); 1300:1 for a single acquisition


雜散光：<0.05% @ 600 nm; <0.10% @ 435 nm


光學分辨率：~2.5 nm(FWHM)


測試功能及參數

測量模式

單激發波長量子效率

激發波長依賴量子效率

量子效率穩定性測試

功能參數類別

效率參數：發光量子效率（PLQY）、內量子效率（IQE）、激發波長依賴量子效率、藍光吸收比、衰減比率。

輻射度學：光譜功率分布（λ）、輻射通量（Radiance）、光子數（Photons）、光通量（Lumen）、光視效能（K-value）、峰值波長（PeakWavelength）、中心波長（Central Wavelength）等。

色度學：CIE色度坐標、相關色溫（CCT）、MK-1（mred）、顯色指數（CRI）、RGB顏色值等。

衰減參數：PLQY-t、λ-t、Radiance-t、Lumen-t、K-t、CIE-t、CCT-t、CRI-t等。

其它參數

積分球尺寸

1.5，3.3，5，6inch等

積分球內塗層

BaSO4、PTFE、Spectraflect、Spectralon等

光纖芯徑

200μm, 600μm, 1000 μm

夾具

根據客戶樣品尺寸定製：比色皿夾具、薄片夾具、粉末載體等專用夾具。

產品應用

□ 有機金屬複合物、熒光探針、染料敏化型PV材料、OLED材料、LED熒光粉、薄膜、粉末、液體等類型的光緻發光樣品；

□ 可以將系統放置在手套箱中。

專業名詞解析

絕對PLQY： 絕對PLQY通過直接測量樣品吸收和發射光子數獲得，不依賴已知量子效率的參考樣品。積分球校準、散射和背景是主要誤差來源；

積分球： 積分球通過多次漫反射收集不同方向的光，用於絕對量子效率和總光通量測量。球體背景、端口效應、樣品位置和校準決定定量結果；

吸收率： 吸收率表示樣品吸收的入射光比例，是絕對PLQY計算的關鍵輸入。散射、反射和樣品放置方式會影響吸收率測量；

低吸收樣品誤差： 低吸收樣品的吸收光子數是兩個接近數值之差，微小測量誤差會被放大到PLQY結果中。重複測量、空白校正和樣品幾何控製會直接影響結果可信度；

重吸收： 重吸收是樣品發出的光再次被樣品吸收的過程，會改變測得的發射譜和量子效率。強吸收、厚樣品和小斯托克斯位移體系尤其需要關注。

常見問題

HiYield-PL是一款絕對光緻發光量子效率測量儀，用於測量發光粉體、薄膜和光功能材料的PLQY及吸收、發射特性。理解HiYield-PL時，重點關注絕對PLQY、積分球、吸收率、低吸收樣品誤差和重吸收。低吸收條件下，吸收光子數由兩個接近的光信號相減得到，微小誤差會被放大。需要加強空白校正、重複測量和樣品幾何控製。

1. 問：HiYield-PL是什麼設備，核心測量或功能是什麼？

答：HiYield-PL是一款絕對光緻發光量子效率測量儀，用於測量發光粉體、薄膜和光功能材料的PLQY及吸收、發射特性。支持兩步法和三步法PLQY測試，可根據樣品吸收和散射特性選擇測量流程。開展實驗前，應先明確希望比較的指標、工作條件和數據輸出，再據此設計HiYield-PL的測量流程。

2. 問：絕對PLQY是什麼？

答：絕對PLQY通過直接測量樣品吸收和發射光子數獲得，不依賴已知量子效率的參考樣品。積分球校準、散射和背景是主要誤差來源。

3. 問：如何正確理解積分球，常見誤區是什麼？

答：積分球通過多次漫反射收集不同方向的光，用於絕對量子效率和總光通量測量。球體背景、端口效應、樣品位置和校準決定定量結果。常見誤區是隻比較最終數值，卻忽略測試條件、校準狀態或樣品差異。使用HiYield-PL進行跨樣品比較時，應保證關鍵條件一緻並報告不確定度。

4. 問：低吸收薄膜的絕對PLQY為什麼容易出現較大誤差？

答：低吸收條件下，吸收光子數由兩個接近的光信號相減得到，微小誤差會被放大。需要加強空白校正、重複測量和樣品幾何控製。

5. 問：HiYield-PL測試中，哪些實驗條件最影響結果？

答：絕對 PLQY 測量需控製散射、重吸收、背景和樣品位置。還應記錄與積分球和低吸收樣品誤差相關的設置，因為這些條件可能改變信號幅值、時間尺度、空間分布或計算結果。缺少條件記錄時，即使曲線外觀相似，也不宜直接比較。

6. 問：如何提高HiYield-PL數據的重複性和跨樣品可比性？

答：低吸收樣品應重點核對吸收光子數的測量誤差。建議設置空白、標準樣品或重複樣品，固定采集設置、校準方式和數據處理流程，並保留原始數據與完整元數據。批量測試還應監測系統隨時間的漂移。

7. 問：針對吸收率，怎樣設計一組更容易複核的實驗？

答：先固定樣品製備和HiYield-PL的基礎采集條件，再隻改變一個目標變量；隨後進行重複測量、條件反轉或對照實驗，並檢查原始數據是否支持同一趨勢。若吸收率的解釋依賴模型，應同時報告模型假設、擬合殘差和參數不確定度。

8. 問：低吸收樣品誤差為什麼容易造成誤判？如何排查？

答：低吸收樣品的吸收光子數是兩個接近數值之差，微小測量誤差會被放大到PLQY結果中。重複測量、空白校正和樣品幾何控製會直接影響結果可信度。排查時可從儀器校準、背景與空白、信號強度依賴、時間或空間重複性四個方面入手。隻有誤差來源被控製後，HiYield-PL結果才適合用於機理討論。

9. 問：重吸收與當前研究熱點有什麼關系？

答：重吸收是樣品發出的光再次被樣品吸收的過程，會改變測得的發射譜和量子效率。強吸收、厚樣品和小斯托克斯位移體系尤其需要關注。該問題連接HiYield-PL測量與當前科研中的性能比較、過程追蹤或可靠性評價。報告結果時，應給出明確實驗條件和判斷邊界，避免把相關性寫成因果關系。

10. 問：研究人員解讀HiYield-PL結果時，如何避免過度結論？

答：應先確認測試條件與方法假設，再結合吸收率、低吸收樣品誤差及獨立表征交叉判斷。單一數值、單張圖譜或一次測試通常不足以支持完整機理結論；重複實驗、對照組和原始數據質量比結論措辭更重要。

產品關鍵詞：熒光量子產率PLQY檢測系統，光緻熒光量子產率測試系統，光緻發光與發光量子產率，絕對量子產率測量儀，絕對 PL 量子產率光譜儀，光緻發光量子產率測試方案，絕對熒光量子產率測試方案，發光量子效率測試系統

Keywords: Fluorescence quantum yield PLQY test system, photoluminescence quantum yield test system, photoluminescence and luminescence quantum yield, absolute quantum yield measuring instrument, absolute PL quantum yield spectrometer, photoluminescence quantum yield test scheme, absolute fluorescence quantum Yield test scheme, luminescence quantum efficiency test system


光緻發光量子效率測量系統HiYield-PL


▎光緻發光

  • 光緻發光（Photoluminescence, PL）是指物質在受到光激發後所發生的發光現象：
  1. 當光子被物質吸收，電子從較低的能量狀態（基態）躍遷至較高的能量狀態（激發態）；
  2. 在激發態下，電子是不穩定的，它們會通過非輻射途徑（例如晶格振動，即熱化）或輻射途徑返回到基態；
  3. 當電子通過輻射途徑返回基態時，會發射出一個光子，這就是我們看到的熒光或磷光。 
  • 熒光通常指的是在激發停止後幾乎立即消失的發光。
  • 磷光則是指激發停止後還能持續一段時間的發光，這是因為磷光涉及的是三重態到單重態的躍遷，這一過程比熒光中的單重態到單重態躍遷要慢得多。



▎發光量子效率

  • LQY（Photoluminescence Quantum Yield）：光緻發光量子產率/熒光量子產率；
  • ELQY（Electroluminescence Quantum Yield）：電緻發光量子產率；
  • EQE（External Quantum Efficiency）：外量子效率；
  • IQE（Internal Quantum Efficiency）：內量子效率。
  • 太陽能電池：EQE/IPCE、IQE



▎電緻發光量子效率

  • 電緻發光量子效率（Electroluminescence Quantum Efficiency, EQE）是衡量電緻發光器件在電場作用下產生光子的效率的一個關鍵參數。它定義為器件在特定電流密度下發射出的光子數與注入到器件中的電子（或空穴）數之比。
  1. 外量子效率（External Quantum Efficiency，EQE）：指器件工作時出射光子數與外部電路中注入器件的載流子數目之比。
  2. 內量子效率（Internal Quantum Efficiency，IQE：指器件工作時內部輻射光子總數占注入電子數的比值。
  • 載流子注入與複合平衡且無輻射激子猝滅過程得到抑製的情況下量子效率最大極限值為100%。在現實中，由於各種非輻射過程（如熱量損失、激子湮滅、界面缺陷等），實際的量子效率往往低於理論最大值。另外，器件內部產生的光輻射隻有一小部分光子可離開器件逃逸到外部，往往EQE＜IQE。



▎光緻發光量子效率

  • 光緻發光量子效率（Photoluminescence Quantum Yield, PLQY）是衡量光緻發光材料在受光激發後，轉換成光子的效率。
  • 光緻發光外量子效率PLQY（EQE）：出射的光子數與吸收的激發光子數之比。
  • 內量子效率IQE：內部輻射光子總數與激發光子數之比。

           PLQY=出射的光子數/吸收的激發光子數

           IQE=內部輻射光子數/激發光子數

  • 量子效率可以小於、等於或大於1（對於上轉換發光材料），但是大多數情況下，由於各種非輻射衰變途徑的存在，量子效率小於1。




▎光緻發光量子效率測量系統

系統通常包含以下幾個關鍵組件：

  • 光源：提供特定波長和強度的光用於激發樣品。
  • 樣品室：放置樣品的地方，可能包含特殊的光學附件如積分球，以收集所有方向的發光。
  • 單色儀：分離樣品發射的光譜成分，以便於測量不同波長下的發光強度。
  • 光譜儀：捕捉並量化從樣品發出的光子數量。
  • 積分球：在絕對量子效率測量中使用，用於收集所有角度的光子，確保沒有光子丟失。
  • 數據處理系統：包括計算機和軟件，用於控製測量過程、收集數據以及計算量子效率。



光緻發光量子效率測量系統 HiYield-PL
HiYield-PL光緻發光特性測量系統是東譜科技HiOE綜合發光特性測量平台中的重要成員，與東譜科技的絕對法電緻發光特性測量系統 HiYield-EL（請垂詢銷售專員）共同為行業提供了完善的發光樣品測量方案。HiYield-PL 系統由一系列相應的測量組件組成，包括激發光源、單色儀、光譜測量模塊等。利用該系統組件的分布特性，可以靈活搭建適用於不同類型樣品的測量系統，也可以適應豐富的測量場景，如手套箱測量等。
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