第三代太阳能电池,激子,瞬态吸收光谱荧光光谱

荧光分析法检测原理及应用举例

1 荧光定义某些化学物质从外界吸收并储存能量而进入激发态，当其从激发态回到基态时，过剩的能量以电磁辐射的形式放射出去即发光，称之为荧光。可产生荧光的分子或原子在接受能量后引起发光，供能一旦停止，荧光现象随之消失。 2 荧光分类由化学反应引起的荧光称为化学荧光，由光激发引起的荧光称为光致荧光，课题主要研究光致荧光。按产生荧光的基本微粒不同，荧光可分为原子荧光、X 射线荧光和分子荧光，课题主要研究分子荧光。 3 光致荧光机理某一波长的光照射在分子上，分子对此光有吸收作用，光能量被分子所吸收，分子具有的能量使分子的能级由最低的基态能级上升至较高的各个激发态的不同振动能级，称为跃迁。分子在各个激发态处于不稳定的状态，并随时在激发态的不同振动能级下降至基态，在下降过程中，分子产生发光现象，此过程为释放能量的过程，即为光致荧光的机理。光致荧光的过程按照时间顺序可分为以下几部分。分子受激发过程在波长为10~400nm的紫外区或390~780nm的可见光区，光具有较高的能量，当某一特征波长的光照射分子时，是的分子会吸收此特征波长的光能量，能量由光传递到分子上，此过程为分子受激发过程。分子中的电子会出现跃迁过程，在稳定的基态向不稳定的激发态跃迁。跃迁所需要的能量为跃迁前后两个能级的能量差，即为吸收光的能量。分子跃迁至不稳定的激发态中即为电子激发态分子。在电子激发态中，存在多重态。多重态表示为2S+1。S为0或1，它表示电子在自转过程中，具有的角动量的代数和。S=0表示所有电子自旋的角动量代数和为0，即所有电子都是自旋配对的，那么2S+1=1，电子所处的激发态为单重态，用S i 表示，由此可推出，S 即为基态的单重态，S 1 为第一跃迁能级激发态的单重态，S 2 为第二跃迁能级激发态的单重态。S=1表示电子的自旋方向不能配对，说明电子在跃迁过程中自旋方向有变化，存在不配对的电子为2个，2S+1=3，电子在激发态中位于第三振动能级，称为三重态，用T i 来表示，T 1 即为第一激发态中的三重态，T 2 即为第二激发态中的三重态，以此类推。

PN结太阳能电池光生伏特效应光谱特性及太阳能电池综合参数测试

研究生《电子技术综合实验》课程报告题目：PN 结太阳能电池光生伏特效应光谱特性及太阳能电池综合参数测试学号姓名专业指导教师院（系、所）年月日

一、实验内容：测量电池光生伏特效应的光谱特性并分析影响光伏效应的种种因素。测试AM1.5、稍小光强下的自制电池的I-V特性以及暗特性；完成实验并计算6个重要参数；并分析讨论实验现象。二、实验仪器：分光光度计7520型、恒温样品台、I-V测试仪、函数记录仪三、太阳能电池材料及结构： 1.太阳能电池材料种类太阳电池的材料种类繁多，可以有非晶硅、多晶硅、CdTe、CuInxGa（1-x）Se2等半导体的、或三五族、二六族的元素链结的材料等。第一代太阳能电池发展最长久，技术也最成熟。种类可分为单晶硅（Monocrystalline Silicon）、多晶硅（Polycrystalline Silicon）、非晶硅（Amorphous Silicon）。以应用来说是以前两者单晶硅与多晶硅为大宗，也因应不同设计的需求需要用到不同材料（例：对光波长的吸收、成本、面积......等等）。第二代薄膜太阳能电池以薄膜制程来制造电池，种类可分为碲化镉（Cadmium Telluride CdTe）、铜铟硒化物（Copper Indium Selenide CIS）、铜铟镓硒化物（Copper Indium Gallium Selenide CIGS）、砷化镓。第三代电池与前代电池最大的不同是制程中导入有机物和纳米科技。种类有光化学太阳能电池、染料光敏化太阳能电池、高分子太阳能电池、纳米结晶太阳能电池。第四代则针对电池吸收光的薄膜做出多层结构。某种电池制造技术，并非仅能制造一种类型的电池，例如在多晶硅制程，既可制造出硅晶版类型，也可以制造薄膜类型。 2.太阳能电池的基本结构光生伏特效应简称光伏效应，它是半导体PN结的基本光学性质之一。光伏效应不仅存在于PN结中，而且还存在于所有含有内建电势的两种固体材料的界面中。如金属-半导体接触的肖特基势垒也有此效应。对于浅结二极管，当光线垂直于结面照射时，光子进入半导体内，能量大于半导体禁带宽度的光子因本征吸收而产生电子-空穴对（见图1c）。势垒区外一个扩散长度内的光生少子受PN结内建电场的作用均被扫到对边，在n区和p区分别形成电子和空穴的积累，产生一光生电动势。此光生电动势又给PN结以正向偏压，使PN结的势垒降低。于是，

稳态瞬态荧光光谱仪(FLS 920)操作说明书

稳态/瞬态荧光光谱仪（FLS 920）操作说明书中级仪器实验室一、仪器介绍 1.FLS 920稳态/瞬态荧光光谱仪具有两种功能稳态测量：激发光谱(荧/磷光强度~激发波长)、发射光谱(荧/磷光强度~发射波长)、同步扫描谱(固定波长差、固定能量差、可变角)。瞬态测量：荧光(磷光)寿命(100ps—10s)。适合各类液体和固体样品的测试。 2.主要应用高分子和天然高分子自然荧光的研究溶液中大分子分子运动的研究固体高分子取向的研究高聚物光降解和光稳定的研究光敏化过程的研究 3.主要性能指标光谱仪探测范围：(光电倍增管， 190－870nm；Ge探测器，800－1700nm) 荧光寿命测量范围：100ps－10s 信噪比：6000：1(水峰Raman) 可以配用制冷系统，为样品提供变温环境液氮系统(77K－320K) 使用Glan棱镜，控制激发光路、发射光路的偏振状态使用450W氙灯和纳秒、微秒脉冲闪光灯做激发光源 F900系统软件：控制硬件，包括变温系统，数据采集、分析

4. 仪器主要部分结构图

5.仪器光路图二、仪器测试原理(SPC) 时间相关单光子计数原理是FLS920测量荧光寿命的工作基础。时间相关单光子计数法(time－correlated single photon counting)简称“单光子计数(SPC)法”，其基本原理是，脉冲光源激发样品后，样品发出荧光光子信号，每次脉冲后只记录某特定波长单个光子出现的时间t，经过多次计数，测得荧光光子出现的几率分布P(t)，此P(t)曲线就相当于激发停止后荧光强度随时间衰减的I(t)曲线。这好比一束光(许多光子)通过一个小孔形成的衍射图与单个光子一个一个地通过小孔长时间的累计可得完全相同的衍射图的原理是一样的。

太阳能电池设计参考

ln( L 1) Solar Cell 基础知识：不论是一般的化学电池还是太阳能电池,其输出特性一般都是用如下图所示的电流-电压曲线来表示.由光电池的伏安特性曲线,可以得到描述太阳能电池的四个输出参数. 图 9.1 太阳电池和锰干电池的 IV 曲线 ① 开路电压 V oc R=∞,I=0,即:IL=IF.将 I=0 代入光电池的电流电压方程,得开路电压为: k T q I I S (9.1) ② 短路电流 Isc 如将 pn 结短路（V=0）,因而 IF=0,这时所得的电流为短路电流 Isc.显然,短路电流等于光生电流,即:Isc=IL. ③ 填充因子 FF 它表示了最大输出功率点所对应的矩形面积在 V oc 和 Isc 所组成的矩形面积中所占的百分比. 特性好的太阳能电池就是能获得较大功率输出的太阳能电池,也就是 Voc,Isc 和 FF 乘积较大的电池. 对于有合适效率的电池,该值应在 0.70-0.85 范围之内. 9-2 其值越大表示太阳能电池的输出功率越大.FF 的值始终小于 l.FF 可由下列经验公式给出:

ln （） (9.2) 式中VOC 是归一化的开路电压,即UOC/(nKT/q).当VOC>15 时,该公式的精度可达4 位有效数字.实际上,由于受串联电阻和并联电阻的影响,实际太阳能电池填充因子的值要低于上式所给出的理想值. ④能量转化效率η 它表示入射的太阳光能量有多少能转换为有效的电能. η=（太阳能电池的输出功率/入射的太阳光功率)×100% =（VOPIOP/PinS）×100% = VOC I SC FF Pin S (9.3) Example 1: 单晶硅太阳能电池在本例中,将首先用ATHENA 模拟的是晶体硅太阳能电池的结构(pn 结),接着用A TLAS 模拟太阳能电池的一些基本性质:V oc、Isc、光谱反应及考虑增加增透膜后对光谱反应的影响. 在太阳能电池的模拟实验中,将考虑到外部光源的影响.因此,模拟中将用到BEAM 语句. 例1:单色光 beam num=1 wavelength=0.6 x=0.5 y=-2.0 ang=90.0 min=-0.1 max=0.1 \ Min.power=0.05 该语句定义了一传输角度为90 度、波长为0.6μm 的单色光,其起始坐标为(0.6,-0.5).当光强降至初始光功率的5%时传输终止.(入射光线图如图10.3) 例2:多光谱光线 beam num=2 x=0.0 y=-1.0 ang=45.0 power.file=source.spc wavel.start=0.4 \ wavel.end=0.6 wave.num=4 该语句定义一起始于(0.0,-1.0)、入射角度为45 度的多光谱光线.该光线由光谱文件soure.spc 引入, 波长范围为0.4μm 至0.6μm. 图9.3 入射光线图此外,本实验还将用到增透膜(或称减反射膜,anti–reflection coating).INTERFACE 语句可用来 2

荧光光谱法

荧光分析法测定维生素B2 一、实验目的 1.学习与掌握荧光光度分析法测定维生素B2的基本原理与方法; 2.熟悉荧光分光光度计的结构及使用方法; 3、学习掌握固体及液体试样的荧光测试方法。二、实验原理当用一种波长的光照射某种物质时,这种物质会在极短的时间内,发射出一种比照射光波长较长的光,这种发射出来的光就叫做荧光。当照射光停止照射时,荧光也随之很快地消失。利用某些物质被紫外光照射后所产生的、能够反映出该物质特性的荧光,以进行该物质的定性分析与定量分析,称为荧光分析。实验证明,荧光通常发生于具有刚性平面的л-电子共轭体系分子中。随着л-电子共轭度与分子平面度的增大,荧光也就越容易产生。因此几乎所有对分析化学有用的荧光体系都含有一个以上的芳香基团,芳环数越多,荧光愈强。能发荧光的纯无机物很少,通常就是利用有机配位体与金属离子形成荧光络合物进行无机离子的分析。图1.荧光分光光度计的结构原理图

荧光分光光度计工作原理(图1)可简述为:光源发出的光束经激发单色器色散,提取所需波长单色光照射于样品上,由样品发出的荧光经发射单色器色散后照射于检测器上,检测器把荧光强度信号转变为电信号并经放大器放大后,由信号显示系统显示或者记录。荧光光谱包括激发光谱与发射光谱两种。激发光谱就是就是指发射单色器波长固定,而激发单色器进行波长扫描所得到的荧光强度随激发光波长变化的曲线。荧光发射光谱就是指激发单色器波长固定,发射单色器进行波长扫描所得到的荧光强度随发射光波长变化的曲线。一般所说的荧光光谱实际上仅指荧光发射光谱。这一光谱为分析指出了最佳的发射波长。荧光定性定量分析与紫外可见吸收光谱法相似。定性时,就是将实验测得样品的荧光激发光谱与荧光发射光谱与标准荧光光谱图进行比较来鉴定样品成分,一般荧光定性的依据就是荧光光谱峰的个数、位置、相对强度及轮廓。定量分析时,一般以激发光谱最大峰值波长为激发光波长,以荧光发射光谱最大峰值波长为发射波长,测量样品的荧光强度。对同一物质而言,荧光强度F 与该物质的浓度c 有以下的关系: F = 2、303Фf I0 a b c ⑴ Фf－荧光过程的量子效率; a－荧光分子的吸收系数; I0－入射光强度; b－试液的吸收光程。在I0 与b 不变时,2、303Фf I0 a b为常数,则⑴式可以表示为 F＝Kc ⑵ ⑵即可作为荧光定量检测的依据。图2 VB2的结构式

红外吸收光谱法试题和答案解析

红外吸收光谱法一、选择题 1. CH 3—CH 3的哪种振动形式是非红外活性的（1）（1）υC-C （2）υC-H （3）δasCH （4）δsCH 2. 化合物中只有一个羰基.却在1773cm -1和1736 cm -1 处出现两个吸收峰.这是因为（3）（1）诱导效应（2）共轭效应（3）费米共振（4）空间位阻 3. 一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为（4）（1）玻璃（2）石英（3）红宝石（4）卤化物晶体 4. 预测H 2S 分子的基频峰数为（2）（1）4 （2）3 （3）2 （4）1 5. 下列官能团在红外光谱中吸收峰频率最高的是（4）（1）（2）—C ≡C — （3）（4）—O —H 二、解答及解析题 1. 把质量相同的球相连接到两个不同的弹簧上。弹簧B 的力常数是弹簧A 的力常数的两倍.每个球从静止位置伸长1cm.哪一个体系有较大的势能。答：M h hv E k 2π= = ;所以B 体系有较大的势能。 2. 红外吸收光谱分析的基本原理、仪器.同紫外可见分光光度法有哪些相似和不同之处答：红外紫外基本原理当物质分子吸收一定波长的光能.能引起分子振动和转动的能及跃迁.产生的吸收光谱一般在中红外区.称为红外光谱当物质分子吸收一定波长的光能.分子外层电子或分子轨道电子由基态跃迁到激发态.产生的吸收光谱一般在紫外-可见光区。仪器傅立叶变换红外光谱仪紫外可见光分光光度计相同：红外光谱和紫外光谱都是分子吸收光谱。不同：紫外光谱是由外层电子跃迁引起的。电子能级间隔一般约为1~20eV; 而红外光谱是分子的振动能级跃迁引起的.同时伴随转动能级跃迁.一般振动能级间隔约为~1eV 。

分子荧光分析法基本原理

分子荧光分析法基本原理一. 分子荧光的发生过程（一）分子的激发态——单线激发态和三线激发态大多数分子含有偶数电子，在基态时，这些电子成对地存在于各个原子或分子轨道中，成对自旋，方向相反，电子净自旋等于零：S=?+(-?)=0，其多重性M=2S+1=1 (M 为磁量子数)，因此，分子是抗（反）磁性的，其能级不受外界磁场影响而分裂，称“单线态”；图1 单线基态（A）、单线激发态（B）和三线激发态（C）当基态分子的一个成对电子吸收光辐射后，被激发跃迁到能量较高的轨道上，通常它的自旋方向不改变，即 ?S=0，则激发态仍是单线态，即“单线(重)激发态”；如果电子在跃迁过程中，还伴随着自旋方向的改变，这时便具有两个自旋不配对的电子，电子净自旋不等于零，而等于1： S=1/2+1/2=1 其多重性： M=2S+1=3 即分子在磁场中受到影响而产生能级分裂，这种受激态称为“三线(重)激发态”； “三线激发态” 比“单线激发态” 能量稍低。但由于电子自旋方向的改变在光谱学上一般是禁阻的，即跃迁几率非常小，只相当于单线态→单线态过程的 10-6~10-7。（二）分子去活化过程及荧光的发生：（一个分子的外层电子能级包括S0（基态）和各激发态S1，S2，…..，T1…..，每个电子能级又包括一系列能量非常接近的振动能级）处于激发态的分子不稳定，在较短的时间内可通过不同途径释放多余的能量（辐射或非辐射跃迁）回到激态，这个过程称为“去活化过程”，这些途径为： 1. 振动弛豫：在溶液中，处于激发态的溶质分子与溶剂分子间发生碰撞，把一部分能量以热的形式迅速传递给溶剂分子（环境），在10-11~10-13 秒时间回到同一电子激发态的最低振动能级，这一过程称为振动弛豫。

岛津分子荧光光谱仪RF-5301PC氙灯安装及性能测试(整理的说明书)

岛津分子荧光光谱仪 RF-5301PC 氙灯安装和性能测试

岛津分子荧光光谱仪RF-5301PC 氙灯安装和性能测试摘要：介绍了岛津分子荧光谱仪RF-5301PC的氙灯安装和仪器的灵敏度，S/N，波长准确度测试，及荧光谱仪的结构和一些主要构件。面向的对象：主要是化验人员的仪器维护和初次接触荧光光谱仪的工程人员。另一个目的也是自己以后维护便于查看。这个仪器接触不多，也希望其他朋友帮助指正。目录：一些安全问题------------------------------------------------------1楼仪器的一个不能和计算机通信的问题解决------------------------1楼 RF-5301的通信设置---------------------------------------------------2楼灯的安装及位置的校准------------------------------------------------3楼仪器灵敏度的调整（增益调整）------------------------------------4楼仪器性能测试（S/N的测试）----------------------------------------5楼校准波长准确度---------------------------------------------------------6楼分子荧光光谱仪介绍---------------------------------------------------7楼参考文献：图片后面的【x】表示引用的文献。仪器专场展示：分子荧光光谱圆二色光谱拉曼光谱

X射线荧光光谱分析基本原理

X射线荧光光谱分析 X射线是一种电磁辐射，其波长介于紫外线和γ射线之间。它的波长没有一个严格的界限，一般来说是指波长为0.001-50nm的电磁辐射。对分析化学家来说，最感兴趣的波段是0.01-24nm，0.01nm左右是超铀元素的K系谱线，24nm则是最轻元素Li的K系谱线。1923年赫维西(Hevesy, G. Von)提出了应用X射线荧光光谱进行定量分析，但由于受到当时探测技术水平的限制，该法并未得到实际应用，直到20世纪40年代后期，随着X射线管、分光技术和半导体探测器技术的改进，X荧光分析才开始进入蓬勃发展的时期，成为一种极为重要的分析手段。 1.1 X射线荧光光谱分析的基本原理当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时，驱逐一个内层电子而出现一个空穴，使整个原子体系处于不稳定的激发态，激发态原子寿命约为10-12-10-14s，然后自发地由能量高的状态跃迁到能量低的状态。这个过程称为驰豫过程。驰豫过程既可以是非辐射跃迁，也可以是辐射跃迁。当较外层的电子跃迁到空穴时，所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，此称为俄歇效应，亦称次级光电效应或无辐射效应，所逐出的次级光电子称为俄歇电子。它的能量是特征的，与入射辐射的能量无关。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收，而是以辐射形式放出，便产生X射线荧光，其能量等于两能级之间的能量差。因此，X射线荧光的能量或波长是特征性的，与元素有一一对应的关系。图1-1给出了X射线荧光和俄歇电子产生过程示意图。

K层电子被逐出后,其空穴可以被外层中任一电子所填充，从而可产生一系列的谱线，称为K系谱线：由L层跃迁到K层辐射的X射线叫Kα射线,由M层跃迁到K层辐射的X射线叫Kβ射线……。同样,L层电子被逐出可以产生L系辐射(见图1-2)。

红外吸收光谱分析

第三章红外吸收光谱分析 3.1概述 3.1.1红外吸收光谱的基本原理红外吸收光谱法又称为分子振动转动光谱，属于分子光谱的范畴，是有机物结构分析的重要方法之一。当一定频率的红外光照射分子时，若分子中某个基团的振动频率和红外辐射的频率一致，两者产生共振，光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子，该基团就吸收了这个频率的红外光，产生振动能级跃迁；如果红外辐射的频率和分子中各基团的振动能级不一致，该频率的红外光将不被吸收。如果用频率连续变化的红外光照射某试样，分子将吸收某些频率的辐射，引起对应区域辐射强度的减弱，用仪器以吸收曲线的形式记录下来，就得到该试样的红外吸收光谱，稀溶液谱带的吸光度遵守Lambert-Beer定律。图3-1为正辛烷的红外吸收光谱。红外谱图中的纵坐标为吸收强度，通常用透过率或吸光度表示，横坐标以波数或波长表示，两者互为倒数。图中的各个吸收谱带表示相应基团的振动频率。各种化合物分子结构不同，分子中各个基团的振动频率不同。其红外吸收光谱也不同，利用这一特性，可进行有机化合物的结构分析、定性鉴定和定量分析。图3-1 正辛烷的红外光谱图几乎所有的有机和无机化合物在红外光谱区均有吸收。除光学异构体，某些高分子量的高聚物以及一些同系物外，结构不同的两个化合物，它们的红外光谱一定不会相同。吸收谱带出现的频率位置是由分子振动能级决定，可以用经典力学(牛顿力学)的简正振动理论来说明。吸收谱带的强度则主要取决于振动过程中偶极矩的变化和能级跃迁的概率。也就是说，红外光谱中，吸收谱带的位置、形状和强度反映了分子结构的特点，而吸收谱带的吸收强度和分子组成或官能团的含量有关。

EI操作手册稳态瞬态荧光光谱仪(FLS 920)操作说明书

Edinburgh Instrument FLS920 User Manual

目录一、开机步骤 (2) 二、实验操作 (4) 1、实验前准备 (4) 2、稳态实验 (6) A、发射光谱实验 (6) B、激发光谱实验 (9) C、同步谱 (10) D、Map (11) E、偏振光谱 (12) 3、低温实验 (17) A、液氮冷却系统(Oxford) (17) B、ARS冷却系统 (19) 4、样品衰减操作 (22) A、纳秒、皮秒级衰减 (22) 纳秒灯为光源 (22) 激光器为光源 (27) B、微妙、毫秒级衰减 (29) 三、数据处理 (32) 1、数据一般处理 (32) 2、稳态光谱 (33) 3、瞬态光谱 (33) 四、附录 (36) 1、氢灯清洗方法 (36)

一、开机步骤 1、打开总电源（开之前保证所有仪器开关关闭） 2、开启PH1 3、开启PMT制冷电源CO1 4、开启光谱仪控制电源CD920（控制盒）或样品室下方的控制板电源此为控制盒此为控制板 5、根据需要的光源开启氙灯或是其它灯源电源此为氙灯电源此为氢灯电源

6、开启电脑，同时将谱仪样品室上方盖子移开。待进入操作系统后进入F900软件。

二、实验操作 1、实验前准备在做实验前有几点需要注意： A 、对于红敏PMT （R928），其制冷必须达到一定温度，一般为室温-40℃左右。待C O 1 显示在-17℃左右的时候，在软件的S i g n a l R a t e 窗口里观察E m 1的C P S 读数显示。若其读数维持在50C P S 以下，则表明读数正常，P M T 制冷达到工作状态，可以用该探测器进行实验。 Fig.2.1 B 、对于近红PMT （5509），其必须准备以液氮杜瓦罐（约15升左右），将制冷部件的管子插入罐中，开启制冷电源 Fig.2.2 制冷电源杜瓦罐通气管道

荧光光谱分析实验讲义

实验荧光光谱分析一、实验目的与要求： 1. 了解荧光分光光度计的构造和各组成部分的作用； 2. 掌握荧光分光光度计的工作原理； 3. 掌握激发光谱、发射光谱及余辉衰减曲线的测试方法。二、基本概念 1. 发射光谱是指发光的能量按波长或频率的分布。通常实验测量的是发光的相对能量。发射光谱中，横坐标为波长（或频率），纵坐标为发光相对强度。发射光谱常分为带谱和线谱，有时也会出现既有带谱、又有线谱的情况。 2. 激发光谱是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长（或频率）变化的曲线。横坐标为激发光波长，纵坐标为发光相对强度。激发光谱反映不同波长的光激发材料产生发光的效果。即表示发光的某一谱线或谱带可以被什么波长的光激发、激发的本领是高还是低；也表示用不同波长的光激发材料时，使材料发出某一波长光的效率。 3. 余辉衰减曲线是指激发停止后发光强度随时间变化的曲线。横坐标为时间，纵坐标为发光强度（或相对发光强度）。三、测试仪器激发光谱、发射光谱及余辉衰减曲线的测试采用日本岛津RF-5301PC型荧光分光光度计。从150W氙灯光源发出的紫外和可见光经过激发单色器分光后，再经分束器照到样品表面，样品受到该激发光照射后发出的荧光经发射单色器分光，再经荧光端光电倍增管倍增后由探测器接收。另有一个光电倍增管位于监测端，用以倍增激发单色器分出的经分束后的激发光。光源发出的紫外-可见光或者红外光经过激发单色器分光后，照到荧光池中的被测样品上，样品受到该激发光照射后发出的荧光经发射单色器分光，由光电倍增管转换成相应电信号，再经放大器放大反馈进入A/D转换单元，将模拟电信号转换成相应数字信号，并通过显示器或打印机显示和记录被测样品谱图。四、样品制备液体试样

红外光谱特征峰解析常识

红外光谱特征峰解析常识编写李炎平红外特征光谱峰存在一定特征规律，正确的记录了化学结构和特征，识记特征波谱峰有助于我们解析红外光谱。下面我将一些特征波谱峰简要罗列如下，如有疏漏之处还望批评指出。 , 羟基:特征峰范围(3650~3200)cmˉ1，一般在 3600cmˉ1处有较强峰。 , 羧基:特征峰范围(3500~2500)cmˉ1，一般峰波数小于羟基。 , 饱和烷烃—C—H :特征峰小于3000cmˉ1，一般在 (2950~2850)cm处，如有峰在(1390~1360)cmˉ1 处，则说明有—CH,如有峰在1450cmˉ1处，则说3 明有——， CH2 , 不抱和烷烃:特征峰大于3000cmˉ1，对于烯烃 _C,C,H在3050 cmˉ1处和(1600~1330)cmˉ1 ,C,C,H处有峰，对于炔烃在(3360~3250)cmˉ1 处有峰，在(700~600)cmˉ1处有枪宽峰。 C,C, 对于:在(1700~1645)cmˉ1处有特征峰，不过不太明显，只具有指示作用。 ,CHO,,COC,,,COOC,, 对于在(1900~1600)cm处有强峰。 ,C,O,,,C,O,C,,,C,N,,,C,O,C,, 指纹区:等，在 (1330~900)cmˉ1处有中强峰， , 对于:在(900~400)cmˉ1处有中强或弱峰。 (CH)2n

, 对于醛类:特征范围为羰基峰+(2900~2700)cmˉ1。 , 对于:在(1300~900)cmˉ1处有两强峰(可,C,O,C, 能有一个弱峰)。 , 特征区范围(4400~1330)cmˉ1，指纹区范围(1330~400)cmˉ1。 , 通常将中红外光谱区域划分为四个部分。 1)4000~2500cm-1，为含氢基团的伸缩振动区，通常称为“氢键区”。 2)2500~2000cm-1叁键和累积双键区。 3)2000~1500cm-1，双键区。 4)小于1500cm-1，单键区。

太阳能电池光谱响应测量系统介绍

太阳能电池量子效率/光谱响应/IPCE测试系统，适用于普通高校与研究所等高端实验室。独特的直流测量模式，可以测试几乎所有类型的太阳能电池，特别适合用于测量染料敏化太阳能电池（Dye-sensitized solar cell, DSSC）和光电化学电池（Photoelectrochemical cell, PEC）,以及钙钛矿结构电池 (Perovskite)。 ◆测量范围350 ~ 1100 nm，满足近紫外，可见光，近红外波段的全光谱测量。 ◆光源系统光谱平滑，无毛刺，在可见光和近红外范围比传统氙灯更准确。 ◆高强度单色光单位光强，测量重复性高于99%。 ◆直流测量模式 (DC Mode)，比传统交流测量模式速度更快。 ◆直流测量模式加直流偏置光测量优化。 ◆低杂散光暗箱，提高直流测量准确性。 ◆EQE和IQE同点原位测试。 ◆量子效率/光谱响应/IPCE ◆各种光谱短路电流密度计算Jsc ◆染料敏化电池 DSSC ◆光电化学电池 PEC, RC cell ◆钙钛矿电池 Perovskite ◆晶硅电池 c-Si, mc-Si ◆薄膜电池 a-Si,CdTe, CIGS, OPV 图1-2 HIT结构电池测试结果图1-1 各式薄膜电池测试结果 ◆内量子效率测量 ◆反射率，透射率测量 ◆光电输出衰减测量 ◆电解池样品测量系统其他功能太阳能电池光谱响应测量系统介绍 (特别适用于钙钛矿与染料敏化电池测量)系统特点系统应用系统主要功能

图2 XQ灯源光谱平滑，在800 ~ 1000 nm没有特征峰，比传统Xe灯更加稳定，在可见光和近红外范围比传统氙灯更准确图3-1 出色的电子电路设计和优化，滤除直流偏置光产生的噪音信号，使得样品可以在有偏置光的情况下进行直流测量。DSSC电池在不加偏置光情况下测量结果和加偏置光的结果完全吻合。证明偏置光对小信号的读取测量没有影响图3-2 优异的测试重复性和设备稳定性，碲化镉电池实测重复性优于99.5% 图4 对于钙钛矿电池等一些多缺陷样品，需要非常强的单位面积单色光强才能测量出准确的结果。特殊的光学光路设计有效提高单色光的单位面积光强，使测量结果更加准确稳定 QE-mini Perovskite/DSSC Solar Cell Spectral Response Measurement System 图1-3 钙钛矿结构电池在DC模式下测量更准确

红外吸收光谱分析及其应用

红外吸收光谱分析及其应用 20世纪50年代初期，红外光谱仪问世，揭开了有机物结构鉴定的新篇章。到了50年代末期，已经积累了大量的红外光谱数据，到70年代中期，红外光谱法成为了有机结构鉴定的重要方法。红外光谱测定的优点： 1、任何气态、液态、固态样品都可以进行红外光谱的测定，这是核磁、质谱、紫外等仪器所不及的。 2、每种化合物均有红外吸收，又有机化合物的红外光谱可以获得丰富的信息。 3、常规红外光谱仪价格低廉，易于购置。 4、样品用量小。红外吸收光谱分析也叫红外分光光度法，十一研究物质分子对红外辐射的吸收特性二建立起来的一种定性（包括结构分析）、定量分析法。根据试样的红外吸收光谱进行定性、定量分析和确定分子结构等分析的方法，称为红外吸收光谱法。原理：当分子中某个基团的振动频率和红外光的振动频率一致时，分子就吸收红外光的能量，从原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级。物质对红外光的吸收曲线称为红外吸收光谱（IR）。分子吸收红外光必须满足如下两个条件： 1.红外光的能量应恰好能满足振动能级跃迁所需要的能量，当红外光的频率与分子中某基团的振动频率相同时，红外光的能量才恩能够被吸收。 2.分子必须有偶极矩的变化。与UV（紫外光谱）相比，IR的特点：IR频率范围小、吸收峰数目多、吸收曲线复杂、吸收强度弱。IR峰出现的频率位置由振动能级差决定；吸收峰的个数与分组振动自由度的数目有关；吸收峰的强度则主要取决于振动过程中偶极矩变化的大小和能级跃迁的几率。红外吸收光谱具有高度的特征性，除光学异构外，没有两种化合物的红外光谱是完全相同的。红外光谱中往往具体要几组相关峰可以互相佐证而增强了定性和结构分析的可靠性，因此在官能团定性方面，是紫外、核磁、质谱等结构分析方法所不及的。红外光谱法可测定链、位置、顺反、晶型等异构体，而质谱法对异构体的鉴别则无能为力；红外光谱测定的样品范围广，无机、有机、高分子等

红外吸收光谱的解析分解

红外吸收光谱法第一节概述一、红外光谱测定的优点 20世纪50年代初期，红外光谱仪问世，揭开了有机物结构鉴定的新篇章。到了50年代末期，已经积累了大量的红外光谱数据，到70年代中期，红外光谱法成为了有机结构鉴定的重要方法。红外光谱测定的优点： 1、任何气态、液态、固态样品都可以进行红外光谱的测定，这是核磁、质谱、紫外等仪器所不及的。 2、每种化合物均有红外吸收，又有机化合物的红外光谱可以获得丰富的信息。 3、常规红外光谱仪价格低廉，易于购置。 4、样品用量小。二、红外波段的划分 σ=104/λ（λnm σcm-1）红外波段范围又可以进一步分为远红外、中红外、近红外波段波长nm 波数cm-1 近红外0.75~2.5 13300~4000 中红外 2.5~15.4 4000~650 远红外15.4~830 650~12 三、红外光谱的表示方法红外光谱图多以波长λ（nm）或波数σ（cm-1）为横坐标，表示吸收峰的位置，多以透光率T%为纵坐标，表示吸收强度，此时图谱中的吸收“峰”，其实是向下的“谷”。一般吸收峰的强弱均以很强（ε大于200）、强（ε在75-200）、中（ε在25-75）、弱（ε在5-25）、很弱（ε小于5），这里的ε为表观摩尔吸收系数红外光谱中吸收峰的强度可以用吸光度（A）或透过率T%表示。峰的强度遵守朗伯-比耳定律。吸光度与透过率关系为 A=lg( ) T1 所以在红外光谱中“谷”越深（T%小），吸光度越大，吸收强度越强。

第二节红外吸收光谱的基本原理一、分子的振动与红外吸收任何物质的分子都是由原子通过化学键联结起来而组成的。分子中的原子与化学键都处于不断的运动中。它们的运动，除了原子外层价电子跃迁以外，还有分子中原子的振动和分子本身的转动。这些运动形式都可能吸收外界能量而引起能级的跃迁，每一个振动能级常包含有很多转动分能级，因此在分子发生振动能级跃迁时，不可避免的发生转动能级的跃迁，因此无法测得纯振动光谱，故通常所测得的光谱实际上是振动-转动光谱，简称振转光谱。 1、双原子分子的振动分子的振动运动可近似地看成一些用弹簧连接着的小球的运动。以双原子分子为例，若把两原子间的化学键看成质量可以忽略不计的弹簧，长度为r （键长），两个原子分子量为m 1、m 2。如果把两个原子看成两个小球，则它们之间的伸缩振动可以近似的看成沿轴线方向的简谐振动，如图3—2。因此可以把双原子分子称为谐振子。这个体系的振动频率υ（以波数表示），由经典力学（虎克定律）可导出： C ——光速（3×108 m/s ） υ= K ——化学键的力常数（N/m ） μ——折合质量（kg ） μ= 如果力常数以N/m 为单位，折合质量μ以原子质量为单位，则上式可简化为 υ=130.2 双原子分子的振动频率取决于化学键的力常数和原子的质量，化学键越强，相对原子质量越小，振动频率越高。 H-Cl 2892.4 cm -1 C=C 1683 cm -1 C-H 2911.4 cm -1 C-C 1190 cm -1 同类原子组成的化学键（折合质量相同），力常数大的，基本振动频率就大。由于氢的原子质量最小，故含氢原子单键的基本振动频率都出现在中红外的高频率区。 2、多原子分子的振动 1πμ2c K m 1m 2m 1m2+ K μ

荧光光谱检测技术

荧光光谱技术是一种重要的光电检测技术，具有许多独特优势，选题合理。请尽快确定课题完成方式，完善相关技术路线，开展课题调研论证工作。80 荧光光谱检测技术荧光光谱技术是一种重要的光电检测技术，特别是在物质种类检测中有着重要的应用。它是对辐射能激发出的辐射强度进行定量分析的发射光谱分析方法。物体经过叫短波长的光照射后辐射出较长波长的光，这种光就是荧光，最常见的日光灯的发光原理就是物质吸收较短波长的光（紫外光）能量辐射出较长波长的光（可将光）的现象。一、荧光光谱检测技术原理通常条件下，分子处于单重态的基态。分子受到紫外至红外激励的光子入射作用后，分子得到受激而引起电子能级的跃迁或振动和转动能级的跃迁，分子受激后，处于电子激发的单重态的某种振动激发态( v ≠0)的分子(见图1)或通过内部转换(Internal Conversion)和振动弛豫(Vibrational Relaxation)的非辐射，相继发射荧光光子，回到电子基态得到荧光光谱 hv；或通过激发单重态S1和激发三重 f 态T1间的系间窜越(Intersystem Crossing)和振动弛豫至T1 ( v =0)，放出能量回到基态S0( v =0,1)得到荧光光谱的光子 hv。 r 图1 光致发光系统部分

每一种物质的分子或原子结构是独一无二的，原子能级图也就有不同的分布，原子能级跃迁也就会辐射出不同频率的电磁波，就好比是人的指纹；每一种物质的荧光效应都有其特定的吸收光的波长和发射的荧光波。利用这一特性，可以定性鉴别物质。研究分子的荧光光谱可为研究分子的微观结构、分子的构象特点及变换情况提供帮助。任何发荧光的分子都具有两个特征光谱:荧光激发光谱(Excitation Spectrum)和荧光发射光谱(Emission Spectrum)。它们是荧光分析法进行定性和定量分析的基本参数和依据，也是荧光光谱稳态分析中的两个基本特征。二、荧光光谱检测技术的特点 1.灵敏度高荧光光谱检测分析有着极高的灵敏度。与常用的紫外—可见分光光度法比较，荧光是从入射光的直角方向检测，即在相对的暗背景下检测荧光的发射，而分光光度法是在人射光的直线方向检测，即在亮背景下检测暗线。因此一般荧光检测分析的灵敏度要比分光光度法大2-3个数量级。例如，对易致癌的3, 4苯并花（3,4-Benzopyrene）的测定，若采用分光光度法，可检测到10-6数量级；而采用荧光法可以达到10-9数量级。 2.选择性强荧光光谱包括激发光谱和发射光谱。所以荧光法既能依据特征发射，又可按照特征吸收，即用激发光谱来鉴定物质.假如某几种物质的发射光谱相似，可从激发光谱差异区分它们。若其吸收谱相同，则可用发射谱将其区别。因此，与只能得到待测物质的特征吸收光谱的分光光度法相比，在鉴定物质时，荧光法选择性更强。 3.样品用量少及方法简便由于灵敏度高，所以可大大减少样品用量。特别在使用微量样品时，效果明显。例如用荧光法测定蛋白质中色氨酸的含量时，只用40ug的样品即可。另外荧光分析方法简便，快速。 4.能提供较多的物理参数可提供包括激发光谱、发射光谱及荧光强度、量子产率、荧光寿命、荧光偏振等许多物理参数.这些参数反映了分子的各种特性，且通过它们可以得到被研究分子的更多信息，这也是分光光度法不能相比的地方。 5. 环保特点具备环保性，试验后的样品不污染环境，绿色检测手段，将会获得不断推广。三、荧光光谱检测技术的应用由于荧光光谱检测具有如上诸多优点，所以在工程应用中有着广泛的应用，如在食品加工过程中用于食品安全的监测、地质学中用于石油矿物勘探、土壤矿物成分的测定以及物质中微量元素的检测等等。 1.用于元素种类的定性分析由Moseley 定律可知： 1 =- K Z S () λ

太阳能电池的暗伏安特性与光谱特性实验

四、太阳能光伏电池暗伏安特性与光谱特性实验 1.实验目的 1.了解太阳能光伏电池暗伏安特性 2.了解太阳能光伏电池光谱特性 3.掌握太阳能光伏电池的暗伏安特性曲线绘制 2.实验原理（1）光伏电池暗伏安特性光伏电池暗伏安特性是指无光照射时，流经太阳能电池的电流与外加电压之间的关系。太阳能电池的基本结构是一个大面积平面P-N结，单个太阳能电池单元的P-N结面积已远大于普通的二极管。在实际应用中，为得到所需的输出电流，通常将若干电池单元并联。为得到所需输出电压，通常将若干已并联的电池组串连。因此，它的伏安特性虽类似于普通二极管，但取决于太阳能电池的材料，结构及组成组件时的串并连关系。（2）光伏电池光谱特性太阳能电池的光谱特性是指太阳能电池随能量相同但波长不同的入射光而变化的关系。在太阳能电池中只有那些能量大于其材料禁带宽度的光子才能在被吸收时在光伏材料中产生电子空穴对，而那些能量小于禁带宽度的光子即使被吸收也不能产生电子空穴对（它们只能是使光伏材料变热）。光伏材料对光的吸收存在一个截止波长。理论分析表明，对太阳光而言，能得到最佳工作性能的光伏材料应有1.5电子伏的禁带宽度，当禁带宽度增加时，被光伏材料吸收的总太阳能就会越来越少。每种太阳能电池对太阳光都有自己的光谱响应曲线，它表明太阳能电池对不同波长光的灵敏度（光电转换能力）。当日光照到太阳能电池上时，某一种波长的光和该波长的太阳能电池光谱灵敏度，决定该波长的光电流值，而总的光电流值是各个波长光电流值的总和。 3.实验内容与步骤（1）光伏电池暗伏安特性曲线绘制 1）关闭模拟光源，将挡光板遮住电池组件A，调节直流恒压源电压到零点，用实验导线连结如图2-1所示电路，调节电阻箱的电阻至50欧姆（限流），旋转恒压源电压旋钮，间隔0.5V左右，记录一次电压、电流值。

仪器分析红外吸收光谱法习题和答案解析

红外吸收光谱法一．填空题 1．一般将多原子分子的振动类型分为伸缩振动和变形振动,前者又可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动,后者可分为面内剪式振动(δ)、面内摇摆振动(ρ) 和面外摇摆振动(ω)、面外扭曲振动(τ) 。2．红外光区在可见光区和微波光区之间,习惯上又将其分为三个区: 远红外区，中红外区和近红外区 ,其中中红外区的应用最广。 3．红外光谱法主要研究振动中有偶极矩变化的化合物，因此，除了单原子和同核分子等外,几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。 4．在红外光谱中,将基团在振动过程中有偶极矩变化的称为红外活性 ,相反则称为红外非活性的。一般来说,前者在红外光谱图上出现吸收峰。5．红外分光光度计的光源主要有能斯特灯和硅碳棒。 6．基团一OH、一NH；==CH的一CH的伸缩振动频率范围分别出现在 3750—3000 cm-1, 3300—3000 cm-1, 3000—2700 cm-1。 7．基团一C≡C、一C≡N ；—C==O；一C＝N，一C＝C—的伸缩振动频率范围分别出现在 2400—2100 cm-1, 1900—1650 cm-1, 1650—1500 cm-1。 8．4000—1300 cm-1 区域的峰是由伸缩振动产生的，基团的特征吸收一般位于此范围,它是鉴最有价值的区域，称为官能团区；1300—600 cm-1 区域中,当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的不同,犹如人的指纹一样,故称为指纹区。二、选择题 1．二氧化碳分子的平动、转动和振动自由度的数目分别（A） A. 3，2，4 B. 2，3，4 C. 3，4，2 D. 4，2，3 2．乙炔分子的平动、转动和振动自由度的数目分别为（C） A. 2，3，3 B. 3，2，8 C. 3，2，7 D. 2，3，7 4．下列数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH 3CH 2 COH的吸收带?（D） A. 3000—2700cm-1，1675—1500cm-1，1475—1300cm一1。 B. 3300—3010cm-1，1675—1500cm-1, 1475—1300cm-1。 C. 3300—3010cm-1, 1900—1650cm-l，1000——650cm-1。 D. 3000—2700cm-1, 1900—1650cm-1, 1475——1300cm-1。 1900—1650cm-1为 C==O伸缩振动，3000—2700cm-1为饱和碳氢C—H伸缩振动（不饱和的其频率高于3000 cm-1），1475——1300cm-1为C—H变形振动（如—CH 3 约在1380—1460cm-1）。

光谱仪荧光寿命模块升级

光谱仪荧光寿命模块升级一、设备用途在现有稳态荧光光谱仪上选择一套升级瞬态功能，用于荧光寿命和磷光寿命的测量。二、技术指标 1，现有两套稳态荧光光谱仪型号：（1）爱丁堡 FLS920；（2）Horiba JY FluoroMax-4。 2，荧光寿命： 2.1工作原理：时间相关单光子计数（TCSPC） 2.2测量寿命范围：100ps-50μs 2.3激发光源：单波长皮秒脉冲LED，或者单波长皮秒脉冲激光器 *2.4实现时间分辨激发光谱、时间分辨发射光谱测量，可以同时测量得出多组分样品中各个组分的荧光寿命 2.5数据采集模块通过USB与计算机连接，通过软件自动切换 3，磷光寿命： *3.1测量寿命范围：1μs-10s 3.2最小时间分辨率≤10ns 3.3激发光源：微秒闪光灯，波长范围200-800nm 3.4完成时间分辨激发光谱、时间分辨发射光谱测量 4，配置清单： 4.1 寿命测试模块一套 4.2 微妙闪光灯一个，波长范围：200-800nm 4.3 405nm，485nm 或波长相近激光器各一个 5, 升级增值项目：可实现低温荧光寿命测量。三、技术服务 1，设备安装调试仪器到达用户所在地后, 在接到用户通知后1周内执行安装调试直至达到验收指标。

2，技术培训在用户所在地对用户进行1~2人、为期至少1天的免费培训。培训内容包括仪器的技术原理、操作、数据处理、基本维护等。 3，保修期：提供1年全面免费保修，保修期自技术验收签字之日起计算。保修期满前1个月内卖方应负责一次免费全面检查，并写出正式报告，如发现潜在问题，应负责排除。 4 维修响应时间：卖方应在24小时内对用户的服务要求作出响应，一般问题应在48小时内解决，重大问题或其它无法迅速解决的问题应在一周内解决或提出明确解决方案，否则卖方应赔偿相应损失。

第三代太阳能电池,激子,瞬态吸收光谱 荧光光谱