光電化學（PEC）測量系統 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境（借助空氣質量濾光器），支持多種復雜的實驗需求。該系統配備先進的軟件，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，包括連續波（CW）模式和脈沖模式。此外，系統能夠根據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，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——增強型光電化學（PEC）測量系統和微型光電化學（PEC）測量系統兩種設備， 同時支持根據科研需求進行定制化開發，為新能源研究、光電材料開發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，用于靜態和動態量的探索，可以自動、全面地對光電特性進行靜態和動態技術的表征。該系統是一種將光電光譜儀功能與強度調制光電流/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重新校準。使 用此系統，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測

 - 動作圖繪制（光電流作為電位和波長的函數）

 - 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：動態與壽命參數

 - 少數載流子壽命（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

   ·互調現象（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，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。

儀器性能可以根據客戶定制需求進行調整。

                      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