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目前在光伏业界，正在进行一项重大努力，以提高光伏和发光应用中所用半导体的效率并降低相关成本。这就需要探索和开发新的制造和合成方法，以获得更均匀、缺陷更少的材料。

无论是电致还是光致发光，都是实现这一目标的重要工具。通过发光可以深入了解薄膜内部发生的重组过程， 而无需通过对完整器件的多层电荷提取来解决复杂问题。

HERA高光谱照相机是绘制半导体光谱成像的理想设备，因为它能够快速、定量地绘制半导体发射光谱图，且具有高空间分辨率和高光谱分辨率的特性。

硅太阳能电池的电致发光光谱成像

光伏设备中的缺陷会导致光伏产生的载流子发生重组，阻碍其提取并降低电池效率。电致发光光谱成像可以揭示这些有害缺陷的位置和性质。

"反向"驱动太阳能电池（即施加电流）会产生电致发光，因为载流子在电极上被注入并在有源层中重新结合。在理想的电池中，所有载流子都会发生带间重组，这在硅中会产生1100 nm附近的光（效率非常低）。然而，晶体结构中的缺陷会产生其他不利的重组途径。虽然这些过程通常被称为"非辐射"重组，但偶尔也会产生光子，其能量通常低于带间发射。捕获这些非常罕见的光子可以了解缺陷的能量和分布。

在本实验中，我们使用了HERA SWIR (900-1700 nm)，它非常适合测量硅发光衰减。测量装置如图1所示：HERA安装在三脚架上，在太阳能电池上方，连接到一个10A的电源。640×512像素的传感器安装在样品上方75厘米处，空间分辨率约为250微米。

图1. 实验装置

最重要的是，HERA光学系统没有输入狭缝，因此光通量非常高，是测量极微弱光发射的理想选择。

图2.A和2.B显示了两个波长的电致发光（EL）图像：1150 nm（带间发射）和1600 nm（缺陷发射），这是4次扫描的平均值（总采集时间：5分钟）。通过分析这些图像，我们可以看到，尽管缺陷区域的亮度远低于主发射区域，但它们仍被清晰地分辨出来。此外，具有强缺陷发射的区域的带间发射相对较弱。

我们可以注意到有几个区域在两个波长下都是很暗的；这可能是由于样品在运输过程中损坏了电池造成的。

图2.C中以对数标尺显示了小方块感兴趣区域（图2A和2B中所示）的光谱。

图 2.A 和 B：两个选定波长（1150 nm 和 1600 nm）的电致发光（EL）图像。C：A和B中三个不同区域对应的电致发光光谱（图像中的彩色方框）。

金属卤化物钙钛矿薄膜的光致发光显微研究

通过旋涂等技术含量低、成本效益高的方法，可以制造出非常高效的太阳能电池和LED。这些方法面临的一个挑战是在微观长度的尺度上保持均匀的成分。光致发光显微镜是表征这种不均匀性的一个特别强大的工具。

HERA高光谱相机可以连接到任何显微镜（正置或倒置）的c-mount相机端口，并直接开始采集高光谱数据，无需任何校准程序。

图3. 与尼康LV100直立显微镜连接的HERA VIS-NIR。

在本实验中，我们使用HERA VIS-NIR（400-1000 nm）耦合到尼康LV100直立显微镜（图3）来表征两种卤化物前驱体合金的带隙分布。将两种卤化物前驱体合金化的优点是能够调整材料的带隙；然而，这两种成分经常会发生逆混合，从而导致性能损失。

本实验的目的是检测这种逆混合现象：事实上，混合比的局部变化会改变局部带隙，从而导致发射不同能量的光子。

在这种配置中，激发光来自汞灯，通过带通滤光片在350 nm处进行滤光，并通过发射路径上的二向色镜将其从相机中滤除。

HERA的高通量使其能够在大约1分钟的测量时间内收集完整的数据立方体（130万个光谱）。

图4.样品的光谱综合强度图（A：全尺寸；B：放大）。

图4.A和4.B分别显示了所有波长（400-1000 nm）总集成信号的全尺寸和放大图像，揭示了长度尺度在1 µm左右的明亮特征。

当我们比较亮区和暗区的光谱时（图5.B中的黑色和红色曲线），我们发现暗区实际上也有发射， 不仅强度较低，而且波长中心比亮区短。事实上，光谱具有双峰形状，很可能与逆混合前驱体的发射相对应。图5.A的发射图清楚地显示了带隙的这种变化。

我们现在可以理解为什么低带隙区域看起来更亮了--载流子可能从高带隙区域弛豫到那里，并且在发生辐射重组之前无法返回。

图5.A：显示平均发射波长的强度图。B：亮区和暗区的发射光谱（正常化）。

东隆科技作为NIREOS国内总代理公司，在技术、服务、价格上都具有优势。如果您有任何产品相关的问题，欢迎随时来电垂询，我们将为您提供专业的技术支持与产品服务。

2009年至今，钙钛矿太阳能电池光电转换效率已经从3.8%增长到了31.25%（串联硅钙钛矿太阳能电池），成为发展最快的太阳能电池技术，但是研究者们认为，这类材料的性能依然有提升的可能。

在室外运行的太阳能电池材料不可避免地受到紫外线的辐射，并且在高温条件下工作。但是钙钛矿太阳能电池对环境温度、紫外线等十分敏感，钙钛矿吸光材料容易发生分解导致电池性能下降或失效。因此，钙钛矿太阳能电池器件的稳定性研究受到重视。利用紫外光电子能谱(UPS)和低能量反光电子能谱(LEIPS)分析钙钛矿在裂解时能级的变化，有助于解析其裂解机制。

紫外光电子能谱和低能量反光电子能谱

如图1所示，紫外光电子能谱(UPS)，是基于光电效应，利用紫外光（hν=21.22 eV）激发价带电子, 可以获取样品价带位置（VB/HOMO）、功函数（Ф）和电离势（IE）信息。低能量反光电子能谱（LEIPS）是采用低能量电子（小于5 eV）入射到样品表面，与未占据态（导带）耦合释放出光子，然后通过光子探测器对发射光子进行检测，从而获取样品导带（CB/LUMO）和电子亲和势（EA）的信息。将UPS与LEIPS结合，可以完整地表征出样品的能带电子结构。

图1. UPS和LEIPS的基本原理

图2. PHI XPS系统功能示意图

PHI XPS系统采用低能量电子（小于5 eV）作为LEIPS入射电子源，可以减弱电子束照射引起的样品损伤，提供更加可靠的导带信息。如图2所示，PHI XPS 系统在分析腔体上集成了XPS、UPS和LEIPS，可以原位对样品完成组分、化学态、价带和导带等完整电子结构的测试，结合Ar离子枪和团簇离子枪（GCIB/C60）可以进一步完成深度方向上电子结构的探测。

应用

制备3组相同钙钛矿（CH3NH3PbI3）薄膜样品，开展对照实验：

1）样品1 ：新鲜的钙钛矿样品；

2）样品2：在85℃条件下加热一周后的样品；

3）样品3：在254nm 紫外线下照射一周后的样品。

利用UPS和LEIPS技术，可以很全面地表征材料相对于真空能级的能带电子结构。结果如图3所示，经过加热处理的样品，无论是费米能级、电子亲和势，还是带隙都与未处理样品没有明显差异，表明样品在高温下比较稳定。

然而经过紫外线照射的样品，则差异明显，即电子亲和势减小，带隙增大。众所周知，带隙越大，材料的电导率也越低。显然，在紫外线的照射下样品不稳定，表明钙钛矿已经发生了分解。

图3. 3个样品表面相对于真空能级的能带图

Ref：LEIPS：H. Yoshida, Chem. Phys. Lett., 539540 (2012)180-185

我们利用UPS和LEIPS可以得到钙钛矿样品完整且精准的能带电子结构，实验结果表明温度和紫外线照射对于钙钛矿材料能级结构的影响有明显差异，其中紫外线照射后带隙加宽，说明钙钛矿已经裂解。PHI XPS搭载的XPS、UPS和LEIPS原位分析装置能够提供完整的钙钛矿太阳能电池材料的能带电子信息，为深入理解材料/器件构效关系提供重要指导。

应用前景：

       钙钛矿(Perovskite)材料是一类有着与钛酸钙（CaTiO₃）相同晶体结构的材料。近200年来，人们对钙钛矿材料的研究从未停止，元素周期表几乎所有的元素都可以占据晶格结构的位置组成钙钛矿。

       钙钛矿大家族里现已包括数百种物质，范围极为广泛，其中很多是人工合成的。这类材料具有独特的魅力，其多变的晶体结构可以引申出众多的材料属性：可以是绝缘体、半导体、导体、超导体，可以具有铁电性、铁磁性，铁弹性、催化性、质子传导性、离子传导性、光电性。近年来，随着对其不断研究认识，钙钛矿材料越来越受到科学家的重视。目前广为人知的应用是利用很多半导体类钙钛矿材料良好吸光性，在太阳能电池上的应用，甚至在2016年就有报道称：钙钛矿将来要全面取代硅晶体材料! 2016年12月的《自然》新闻上，因为看好其在太阳能电池市场的前景，甚至将钙钛矿称为Z为值得期待的奇迹材料。

       据预测，到2030年，光伏发电将占新发电容量的近三分之一，而照明占用电量的五分之一，钙钛矿材料作为新型的光电材料，无论是在显示照明，太阳能光伏发电，以及光电探测都是目前炙手可热的研究方向。

钙钛矿材料的分类及应用 

       目前被广泛研究的钙钛矿大概可以分为二大类：氧化物钙钛矿和金属卤素钙钛矿。

       早期的有关钙钛矿的研究和应用主要集中在氧化物钙钛矿，比如燃料电池，光催化还原，光致变色等；而金属卤素钙钛矿则具有更加优异的光电性能，比如：带隙易调节，宽光谱吸收，光吸收系数大，载流子寿命长，荧光效率高等，另外制备途径多样，成本更低廉也是促进其快速发展的重要因素！

解决方案 

       北京卓立汉光仪器有限公司20多年来一直专注于光电类仪器的研发和生产，公司研发生产的荧光、拉曼、光电探测器光谱响应，太阳能电池检测等测试系统为国内众多的钙钛矿太阳能电池，发光二极管，光电探测器等研究方向提供技术和仪器支持。

01  钙钛矿太阳能电池测试系统 

       公司提供全套钙钛矿电池测试系统

       IV系统

       功能：测量太阳能电池短路电流、短路电流密度、开路电压、Z大功率、Z大功率电流、Z大功率电压、填充因子、光电转换效率、正反向调速扫描与暗电流扣除。

       QE系统

       功能：测量光谱响应度、外量子效率、内量子效率、反射率、透射率、积分短路电流密度、光束诱导电流。

02  荧光光谱系统  

       OminiFluo-900 系列荧光光谱系统可以方便地完成钙钛矿材料的PL 发光特性研究，不但可以给出完善的全光谱稳态荧光光谱，同样可以实现从ns-μs-ms-s 范围的荧光寿命测量。

       该系列以模块化设计为原则，以我公司 15 年丰富的光谱系统设计、制造及品控经验为基础，搭配时间分辨率达到ps量级多通道扫描单光子计数器，可方便地实现荧光（PL）光谱、激光诱导荧光（LIF）光谱、电致发光（EL）光谱及荧光量子产率（QY）等多种稳态、瞬态测试功能。

03  超快荧光测试系统 

       对于更快的发光过程，卓立汉光可提供条纹相机光谱测试系统，快速完成ps 量级的荧光寿命测试，从而了解更多带隙间结构信息， 基于条纹相机的测试方法有望成为超快荧光测试的新宠。

本研究应用了400-1000nm的高光谱相机，可采用杭州彩谱科技有限公司产品FS13进行相关研究。

       青贮玉米是一种营养丰富的饲料，是将玉米乳煮至蜡成熟后收获的地上部分植株揉碎、切割短，经过一系列的加工、密封、储存和发酵而成。青贮玉米是中国“粮改饲”政策的重要驱动力将玉米跨区域销售转向当地青贮，大大提高了农业生产的利用效率。原料含水量是影响青贮玉米质量的关键因素。含水量过高容易导致渗出汁液中可溶性营养物质的流失，导致梭酸发酵。如果含水量过低，则不易压实，导致青贮环境中空气含量过高，易发霉。因此，建立快速、无损、准确的青贮玉米含水量测定方法，对促进青贮产业的健康快速发展具有重要意义。

有效提取特征变量是利用高光谱成像技术检测青贮玉米含水量的关键。传统的高光谱特征提取方法与待测对象缺乏联系，存在盲目性等缺点。本文研究了一种“反馈型”智能提取方法的特征变量。传统的离散粒子群算法在粒子更新方法和惯性权重方面（DBPSO）提出了基于改进的离散粒子群算法（MDBPSO）利用相关系数分析法对特征波段进行优化，DBPSO和MDBPSO提取高光谱特征变量，建立青贮玉米原料含水量预测模型。

研究表明，MDBPSO特征波段适应性函数的收敛精度和收敛效率DBPSO法均有显著改进，适应值从0.7616增加到0.7616.函数收敛迭代次数从280次降低到79次。MDBPSO-PLSR预测模型的建模精度和预测精度高于其他预测模型，其校正集决定系数R2、均方根误差RMSEC分别为0.81和0.032，预测集决定系数,R2和均方根误差RMSEP分别为0.80和0.045。

通常绝缘材料电阻值＞106Ω，半导体材料电阻值在10-3Ω-105Ω，导体材料的电阻值＜10-4Ω，绝缘、半导体、导体三种材料的测试方法不同，需要有专业的测试仪器，如：北京冠测仪器公司GEST系列-体积表面电阻测试仪，导体半导体电阻率测试仪

绝缘材料电阻率测试仪主要用于测试绝缘材料的绝缘电阻、体积电阻及表面电阻值，本仪器是一台通用试验仪器，只要不超过主机的测试量程，都可以测试，配备不同的电极，适用于橡胶、塑料、薄膜、及粉体、液体、及固体和膏体形状的各种绝缘材料体积和表面电阻值的测定

半导电橡塑电阻测试仪主要用于测 量电缆用橡胶和塑料半导电材料中间试样电阻率以及各种导电橡塑产品电阻，也可使用四端子测试夹，对金属导体材料及产品的低、中值电阻进行测量

尽管高熵材料 high-entropy materials是一系列功能材料的极 佳候选者，但其形成通常需要超过1,000°C高温合成程序，以及复杂加工技术，如热轧。解决高熵材料极端合成要求的途径之一，应该包括设计具有离子键网络和低内聚能的晶体结构。

因为金属卤化物钙钛矿的软离子晶格性质，这些高熵半导体HES单晶设计在立方Cs2MCl6（M=Zr4+, Sn4+, Te4+, Hf4+, Re4+, Os4+, Ir4+ 或 Pt4+）空位有序的双钙钛矿结构上，该双钙钛矿结构来自稳定络合物在多元素墨水中的自组装，即在强盐酸中充分混合的游离Cs+ 阳离子和五或六个不同[MCl6]2–阴离子八面体分子。

所得到的单相单晶跨越五和六个元素的两个高熵半导体HES族，以接近等摩尔比例作为无规合金near-equimolar ratios占据M位，并保持整体Cs2MCl6晶体结构和化学计量。在高熵5-和6-元素Cs2MCl6单晶中，各种[MCl6]2-八面体分子轨道的无序结合产生了复杂的振动和电子结构，在5或6个不同孤立八面体分子的受限激子态之间，具有能量转移相互作用。

High-entropy halide perovskite single crystals stabilized by mild chemistry. 

图1:高熵五和六元Cs2MX6单晶的合成设计。

图2:五和六元高熵钙钛矿单晶的相鉴定。

图3:高熵钙钛矿单晶的元素分析，以确认在M位点上结合了五或六种元素。

图4:在高熵钙钛矿单晶中，M位金属中心绝 对构型的高分辨结构测定。

图5:确认五或六个不同[MCl6]2-八面体复合物的无序性质贯穿单相高熵钙钛矿系统，没有微结构晶粒形成。

图6:高熵钙钛矿单晶的光电行为。

文献链接

本文译自Nature。

   钙钛矿(Perovski)材料是一类有着与钛酸钙（CaTiO3）相同晶体结构的材料。 钙钛矿材料结构式一般为ABX3,其中A,B是两种阳离子，X 是阴离子。 近200年来，人们对钙钛矿材料的研究从未停止，元素周期表几乎所有的元素都可以占据晶格结构的位置组成钙钛矿。钙钛矿大家族里现已包括数百种物质，范围极为广泛，其中很多是人工合成的。 这类材料具有独特的魅力，其多变的晶体结构可以引申出众多的材料属性：可以是绝缘体、半导体、导体、超导体，可以具有铁电性、铁磁性，铁弹性、催化性、质子传导性、离子传导性、光电性。
   近年来，随着对其不断研究认识，钙钛矿材料越来越受到科学家的重视。目前广为人知的应用是利用很多半导体类钙钛矿材料良好吸光性，在太阳能电池上的应用，甚至在2016年就有报道称： 钙钛矿将来要全面取代硅晶体材料! 2016年12月的《自然》新闻上，因为看好其在太阳能电池市场的前景，甚至将钙钛矿称为值得期待的奇迹材料。
   目前被广泛研究的钙钛矿大概可以分为二大类：氧化物钙钛矿和金属卤素钙钛矿。
早期的有关钙钛矿的研究和应用主要集中在氧化物钙钛矿，比如燃料电池，光催化还原，光致变色等；而金属卤素钙钛矿则具有更加优异的光电性能，比如：带隙易调节，宽光谱吸收，光吸收系数大，载流子寿命长，荧光效率高等，另外制备途径多样，成本更低廉也是促进其快速发展的重要因素！
   自2009年将MAPbBr3 以及MAPbBr3 应用于太阳能电池获得良好的光电转换效率，十年时间里，其效率已经突破22%，逼近理论极限值。 基于在太阳能电池领域积累的经验和材料自身的特点，科学家们又将目光投向了钙钛矿光电探测器，发光二极管的研究，并获得巨大进展！ 红光，蓝光，以及绿光器件的效率逐年提升，可见，红外，甚至是X射线探测器屡见报道。
据预测，到2030年，光伏发电将占新发电容量的近三分之一，而照明占用电量的五分之一，钙钛矿材料作为新型的光电材料，无论是在显示照明，太阳能光伏发电，以及光电探测都是目前炙手可热的研究方向。

北京卓立汉光仪器有限公司作为国内知名的光电仪器生产厂家，20多年来一直专注于光电类仪器的研发和生产。 其中我们的荧光、拉曼、光电探测器光谱响应，太阳能电池检测等测试系统为国内众多的钙钛矿太阳能电池，发光二极管，光电探测器等研究方向提供技术和仪器支持。
 
钙钛矿太阳能电池测试系统
卓立汉光提供全套钙钛矿电池测试系统
IV系统
功能：测量太阳能电池短路电流、短路电流密度、开路电压、Z大功率、Z大功率电流、Z大功率电压、填充因子、光电转换效率、正反向调速扫描与暗电流扣除功能。
特点：AAA级太阳光模拟器，长时间稳定性好（不稳定度＜0.8%）可用于长时间稳定性测试，模拟器光出口四个方向可调满足客户样品在手套箱里面的测试需求，出光口遥控光阑片方便遮光更换样品。
组成：太阳光模拟器、标准单晶硅太阳电池（ZG计量研究院标定）、吉时利2400源表、样品探针台、IV软件。
QE系统
功能：光谱响应度、外量子效率、内量子效率、反射率、透射率、积分短路电流密度、光束诱导电流。
特点：测量结果重复性高测量结果准确可重复，自动化测试流程高简化测试员工作、测试出错率低，系统Z小光斑直径小于1mm满足小面积电池的测试需求，高稳定性高强度光源不同重复标定标准探测器，节省测试时间，高强度光源充分激发电池效率，测试结果更准确，全反射光路无色差测试结果无偏差。
 
文献案例： 

摘自：Halogen Engineering for Operationally Stable Perovskite Solar Cells via Sequential Deposition， Adv. Energy Mater. 2019, 1902239， 使用卓立汉光的 模拟器Solar IV-150A,及Solar Cell Scan100 测试系统
 
卓立汉光为钙钛矿电池测试提供特殊定制样品台
钙钛矿太阳能电池除两端电极外，功能层分为空穴传输层（NiOx）、钙钛矿层（CH3NH3PbI3）以及电子传输层（ZnO）。太阳光从ITO玻璃面入射，电极在入射光背面，称为背电极结构。阴极为Al、阳极为ITO。
 
卓立汉光针对这种背电极结构的钙钛矿太阳能电池提供定制样品探针台，QE-F6-D。由于不同客户制作的电池尺寸和电极位置不同，因此卓立汉光针对每个客户的电池尺寸及电极位置量身定做样品台，达到电极接触良好、不遮光、不易损坏ITO膜及同一样品上不同电池块输出的快速切换。
 
QE-F6-D使用简单，只需三步就可以完成样品安装：
1、解锁打开上盖；
2、ITO面朝上放入样品台；
3、扣上盖锁好，旋转旋钮选择不同电池片的电流输出；

钙钛矿材料PL发光特性研究
卓立汉光自主研发的OminiFluo-900 系列荧光光谱系统可以方便地完成钙钛矿材料的PL 发光特性研究，不但可以给出完善的全光谱稳态荧光光谱，同样可以实现从ns-us-ms-s 范围的荧光寿命测量。
OmniFluo900系列以模块化设计为原则，以我公司 15 年丰富的光谱系统设计、制造及品控经验为基础，搭配时间分辨率达到皮秒量级多通道扫描单光子计数器，可方便地实现荧光（PL）光谱、激光诱导荧光（LIF）光谱、电致发光（EL）光谱及荧光量子产率（QY）等多种稳态、瞬态测试功能。
主要特点：
· 模块化结构设计，后续升级简单方便；
· 超宽光谱范围： 200-2500nm；
· 超高灵敏度：水拉曼信噪比>10000:1；
· 超高光谱分辨率及准确性： <0.08nm光谱分辨，+/-0.2nm准确度，+/-0.1nm 重复精度；
· 发射光谱校正功能；
· 众多升级选项，功能齐备；

上图：OminiFluo-990系统利用得到的钙钛矿Cs4PbBr6 在不同温度下的 稳态发光以及寿命随温度变化测试数据！ （稳态激发：75W氙灯@360nm；发射：450-650nm；瞬态激发：375nm ps Laser发射：520nm）
 
文献案例： 
比如近期的在以钒氧化物为掺杂剂的高性能、稳定的钙钛矿太阳能电池研究中（发表于J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 13256–13264，DOI: 10.1039/c9ta03351c，华侨大学，福建绿色功能材料工程研究ZX&教育部环保功能材料工程研究ZX的文章），不同掺杂剂下基于spiro-OMeTAD的钙钛矿太阳能电池的稳态光致发光PL光谱的峰值大约在762nm，通过测试时间分辨光谱比较了空穴的复合萃取能力。使用双指数拟合对数据处理中，短寿命组分和长寿命组分分别与非辐射复合以及整体性能相关，原始的钙钛矿薄膜的PL 双组分寿命分别为τ1=22.0 ns ，τ2 = 219.0ns, 而基于spiro-OMeTAD+V2O5 钙钛矿显示了更短的寿命组分： τ1=8.6 ns ，τ2 = 41.0ns， 基于spiro-OMeTAD+O2 钙钛矿则为： τ1=19.6 ns ，τ2 = 70.5ns，由此得出结论：基于基于spiro-OMeTAD的V2O5 掺杂剂的钙钛矿展示了更快的更有效的空穴复合萃取能力。文章中的数据见下图

文章中的时间分辨PL光谱寿命测试系统TRPL来自于卓立汉光的OmniFluo 系统。

对于更快的发光过程，卓立汉光可提供条纹相机光谱测试系统可以快速完成ps 量级的荧光寿命测试，从而了解更多带隙间结构信息！ 条纹相机的测试方法有望成为超快荧光测试的新宠！
主要特点：
· 紫外到近红外光谱响应： 200-900nm；
· 超高时间分辨光谱：<=2ps时间分辨；
· 主流核心部件，品质保障；
· 兼容高频同步扫描及单次低频触发扫描模式；
· 优化系统配置，超高灵敏度；
· 与光谱仪连用，提供完整时域光谱测试解决方案
 
文献案例
兰州大学利用条纹相机得到的 Cs4PbBr6 以及 CsPbBr3 钙钛矿材料的超快荧光组分寿命数据（文章发表在2019年10月9日的 Physical Chemistry Letters ），文章中提到，钙钛矿材料Cs4PbBr6 在之前用TCSPC 做寿命测试的时候，寿命为2.6ns(69%),15ns(31%), CsPbBr3 无法测到，因为超出了仪器测试的极限！ 然后用条纹相机测试时，发现了更快的寿命组分，分别为： Cs4PbBr6 (11 ps) and CsPbBr3 (24 ps)。 证明了Cs4PbBr6的衰变速度明显快于CsPbBr3。

生鱼片虽好

切莫贪嘴 忽略食品安全

生鱼片又称鱼生，古称鱼脍，起源于中国，最 早文字记录可以追溯到周朝，有着悠久的食用历史，后传至日本及朝鲜半岛等地，在日本称刺身，是日本料理中最为常见的菜品。

生鱼片制作简单，食用可口，营养丰富。从营养学角度说，生鱼片没有经过传统的炒、炸、蒸等烹饪方法，因此营养物质完全没有流失，是一道极富营养的菜肴。

但是从卫生角度考虑 ... ...

生鱼片是一种传统的日本食品，在日本以外的许多国家都很流行，但严重的健康风险，如腹痛，腹泻，呕吐，以及由生鱼片上常见的寄生虫引起的器官损伤，是消费者担心的因素。

冷冻处理是一种有效杀灭寄生虫的方法，但由于可接受的温度范围窄，无法广泛应用；过高的温度无法完全消除所有寄生虫，而过低的温度会损害生鱼片的风味。

因此，有必要开发一种寄生虫检测方法，以便清除被感染的生鱼片。传统的生鱼片寄生虫检测方法主要有显微镜法、免疫荧光法、聚合酶链式反应法等，但这些方法耗时费力，不易实现产业化。因此，迫切需要一种快速、简便、可靠、智能的生鱼片寄生虫检测方法。目前，可见光和近红外（VIS/NIR）光谱在食品质量检测中的应用已经很成熟，包括疾病监测、害虫检测、蛋白质和脂肪含量评估等。然而，寄生虫非常小，利用VIS/NIR高光谱成像技术能否检测到生鱼片上的寄生虫仍然是一个未知的问题。

利用VIS/NIR高光谱成像进行生鱼片寄生虫检测

基于此，在所附的文章中， 研究者们首次探讨了Resonon Pika XC2高光谱成像结合化学计量建模检测草鱼生鱼片上寄生虫（异尖线虫）的能力。为此，作者（a）比较了生鱼片表面、生鱼片边缘和生鱼片上存在异尖线虫的VIS/NIR光谱特征差异，（b）选择不同特征纳入分析时，应用偏最小二乘回归（PLSR）和概率神经网络（PNN）测试寄生虫检测能力，从而确定优化的建模方法。（c）基于该优化建模方法提出了未来的应用前景。

VIS/NIR高光谱成像平台

切片面、切片边缘和异尖线虫光谱的平均值

顶部异尖线虫的原始光谱（A）

底部异尖线虫的原始光谱（B）

顶部异尖线虫的一阶导数光谱（C）

底部异尖线虫的一阶导数光谱谱（D）

未来实际应用中寄生虫检测方案

结论

利用VIS/NIR光谱视觉上可区分切片面、切片边缘和寄生虫。PNN对生鱼片寄生虫的检测能力优于PLSR。组合模型的检测能力优于单一检测模型。采用PNN SG + SNV+一阶导数+ PNN模型（提取484.88 ~ 655.95 nm波长对切片面、切片边缘和异尖线虫进行分类）+ PNN模型（提取368.37 ~ 461.18 nm波长对切片面和异尖线虫进行分类正确性检查）的方法是目前研究的最 佳生鱼片寄生虫检测方法。结果表明，该方法对顶部和底部异尖线虫的检测准确率分别为91.67%和82.14%。在实际应用中，需要对生鱼片像素的所有光谱进行提取、分析，并在相应位置进行标记，以显示整个图像上寄生虫的分布情况。

序言

锂离子电池作为一种新型无污染、可再生的二次能源装置，具有输出电压高、比容量高、寿命长等优点，因此成为了手机、笔记本电脑、电动汽车以及航空航天领域的理想电源之选。正极材料、负极材料、电解液以及隔膜是锂离子电池的核心组成部分，电解液的主要作用是承载着锂离子在正负极之间的传导，组成部分包括锂盐、有机溶剂以及功能添加剂。隔膜起着隔开正、负极材料的作用，防止二者接触造成短路，其主要是由过孔的高分子聚合物薄膜构成，在实际应用过程中，锂离子电池充电/放电就是靠锂离子在正、负极材料中可逆的嵌入/脱出来完成。作为锂电池的核心组成之一——负极材料，今天就随小编来一起探究锂离子电池负极材料的神秘世界吧。

一、样品制备

为了更好地观察锂电池负极材料的内部结构，小编决定观察负极材料的截面，但是传统的截面样品制备方式或多或少地会使样品形貌失真，比如剪切的话会使样品表面产生应力，为了更好地观察负极材料的真实结构，于是小编将样品制备在挡板上，采用Gatan的氩离子抛光仪对样品截面进行抛光处理后观察。

图一：(A)、原始样品；(B)、将样品剪切合适后粘在挡板上；(C)、抛光处理后的样品

二、锂电池负极材料的SEM分析

采用ZEISS的sigma 500电镜观察样品的形貌，从图二的A图负极材料截面宏观形貌图可以看出锂电池负极材料分为上中下三层， 从图二的B图可以看出负极材料其形貌存在层状结构，从图二的C、D图可以看出出现了不同的成分衬度，代表着不同的元素分布。

图二：锂电池负极材料的扫描电镜图

三、锂电池负极材料的元素分析

结合图三的A图SEM图和能谱面分布B、C图可以看出，锂电池负极材料的上下两层主要是石墨且掺杂有硅。自锂电池问世以来，石墨一直是负极材料的主流，石墨为层状结构，层与层之间通过范德华力结合在一起，层内碳原子统统以sp²杂化的共价键结合。其具有的优良导电性和高度结晶的层状结构，有利于锂离子的嵌入与脱出，且其具有工作电压平台较低以及稳定性好等特点，但是其理论比容量仅为372mAh/g，实际生产应用的产品已经能达到360mAh/g，接近其理论比容量，因此石墨负极已经难有提升空间。硅理论比容量高达4200mAh/g，而且具有较低的嵌锂电位，然而，硅在电化学循环过程中，体积变化高达400%，严重影响其比容量、库伦效率和循环稳定性等电化学性能，因此为充分利用硅和石墨的优点，同时克服其缺点，在石墨材料中掺硅是获得高比容量负极材料的有效途径。

根据锂电池的工作原理和结构设计，负极材料需涂覆于导电集流体上。金属箔是锂离子电池集流体的主要材料，其作用是将电池活性物质产生的电流汇集起来，以便形成较大的电流输出。通过图三的能谱面分布D图可以看出锂电池负极材料采用的金属箔是铜箔，这主要是铜箔具有良好的导电性、质地较软、制造技术较成熟、价格相对低廉等特点，因而成为锂离子电池负极集流体首 选。一般将配好的负极活性浆料均匀涂覆在铜箔表面，活性材料厚度为50~100um，经干燥、滚压、分切等工序，制得负极电极，铜箔在锂离子电池内既可充当负极活性材料的载体，又可充当负极电子收集与传导体。

图三：能谱面分布

结论

通过扫描电镜的显微观察以及能谱分析，可以看出该锂电池的负极材料主要由掺硅的石墨涂覆在铜箔上组成，是一种常见的锂电池负极材料，人们为了获得性能更好的负极材料，已经出现了众多类型的锂电池负极材料，但是随着大家对锂电池负极材料的研究越来越深，锂电池负极材料的种类也将更加丰富。

根据锂离子电池的形状锂离子电池可分为圆柱形的锂离子电池、方形的锂离子电池、扣式锂离子电池等，下图是锂离子电池的结构图。

图四：(A)、圆柱形锂离子电池的结构；(B)、方形锂离子电池的结构；(C)、扣式锂离子电池的结构