LQ-100X提供测量LED与发光材料发光特性的最佳测量系统,采用4 PTFE高反射率积分球,收集LED各角 度发光,能精准地测量LED发光材料:(1)EQE外部量子效率 (2)PLQY荧光量子产率 (3)各项参数值:电流 效率(cd/A)、发光效率(lm/W)、绝对辐射光通量(lm)、光度(cd)、辉度(cd/m2)CIE色度图、IV Curve、寿 命测试等等;可应用于发光器件发光效率的研究,并检测元件特性优劣分析。此外,LQ100可选配超低发 光效率SOLAR-ELTM模块,可测试太阳能电池器件的PL光致发光光谱与EL电致发光光谱。

 钙 钛 矿 L E D 效 率 测 试 的 挑 战 
                 
钙钛矿LED效率发展快,但传统测量方式不适用!

◆ 挑战一:低亮度、衰减快 < 50,000 cd/m2
测试系统要快!才能测得高效率!
LQ-100 提供350 nm-1000 nm全光谱快速测量
◆ 挑战二:发光半宽(FWHM)窄
OLED ~100 nm ; PVSK LED ~ 50 nm
LQ-100 提供需要记录发光光谱与计算光谱的失配误差

◆ 挑战三:非Lambertian分布cd/m2 =>EQE 换算误差大
选配超低光强探测器,可达0.1 cd/m2以下的辉度侦 测,可测得完美EQE曲线
◆ 挑战四:发光波长超过视函数波段,无法以光 通量与辉度评价
I-PVSK主要在NIR波段(>670 nm~800 nm),在视函数 分布之外,故得到的辉度值很低


L Q 1 0 0 指 标 文 献 引 用

S O L A R ™ E L 太 阳 能 电 池 E L 光 谱 测 试




项目 规格
发光效率测量系统 a. 采用PTEF积分球测量系统:产业化LED标准
b. 准确测量绝对辐射光通量(lm)与功率(W)
c. LED EQE最低亮度测量能力可<0.1 cd/m2
d. 智能调变光谱仪曝光时间,提升测试速度
e. 多种 LED EQE 测试夹具
f. 支持多种源表
g. 手动多点切换器
h. (选配)可升级发光材料PLQY测量功能
i. (选配)SOLAR-ELTM 太阳能电池EL与PL光谱测试模块
100 mm积分球 a. 100 mm 积分球 (外径4吋,内径3.3吋)
b. 铝合金外壳
c. PTFE高反射率材质 (200 nm-2500 nm)
d. 反射率≧96±2 % (380 nm-1100 nm)
多信道光谱仪测试系统 H-sCMOS 2048
a. # Pixels, pitch μm: 2048, 14 x 200 μm
b. 灵敏度(V/(lx-s)):1300
c. QE(%)@peak: 74 %
d. 信噪比 600 : 1
e. 动态范围:5,000
f. 频率:2 MHz
g. 波长范围:300 nm-1100 nm
h. 波长分辨率:0.35 nm-1 nm
i. USB控制接口
垂直式收光光路设计,探针系统(不含源表) a. 个弹簧针座,针座具备磁性,可吸附样品台面
b. 四线Kelvin Probe香蕉头接口,可与源表4线测试配合
c. 源表接线:两端均为V+V-I+I- 香蕉接接头(公头)
d. 样品尺寸:小于30 mm
计算机 a. 工业型计算机
b. LCD显示器
EL 测量软件 a. 光量(Lumens): lm
b. 发光强度 (Luminous Intensity): cd
c. 辉度(Luminance): cd/m2
d. 色坐标(x,y),(u',v')
e. 相关色温 Tc
f. 峰波长 Wp
g. 纯度 %
h. 发光效率 Lum./W : Efficiency
i. LIV扫描曲线与图面输出
j. CRI
k. 老化记录功能
l. 可搭配吉时利2400、2600源表;示德B2901等源表
LQE-100-PMT a. 具备单光子计数能力的低亮度光电探测通道,灵敏度可< 0.1 cd/m2
b. 阴极光通量感测能力 200 uA/lm,辐射响应能力77 mA/W
c. 阳极光通量感测能力 400 uA/lm, 1.5 x 105 A/W,响应爬升时间0.57 ns
d. 使用自动shutter,避免过度损坏感应电极
e. 内建跨组放大器
f. USB控制接口,14 bit信号输出
样品台 依据客户需求制作

 LQ-100 特色
● 采用PTFE积分球测量系统:产业化LED的标准
● 准确测量绝对辐射光通量(1m)与功率(W)  
● LED EQE最低亮度测量能力可<0.1 cd/m 
● 智能调变光谱仪曝光时间,提升测试速度
● 多种 LED EQE 测试夹具 
● 支持多种源表
● 手动多点切换器
● (选配)可升级发光材料PLQY测量功能
● (选配)SOLAR-ELTM 太阳能电池ELPL光谱测试模块


LQ-100 PLQY LED EQE
测试能力 QY<1%/td> EQE:min 0.1%
亮度:min 0.05 cd/m2
电流效率:6000 cd/m2:<50 ms
光谱测试速度 1 ms ~ 1 sec 高亮度>6000 cd/m2:<50m2
光谱测试范围 350~1000nm 350~1000 nm

  测 试 速 度 决 定 器 件 效 率

新型材料LED器件的开发过程中,均会面对初期器件稳定性问题,测量系统如何有效、准确测出器件最高转换效率的潜力,是新材料、新结构器件科研突破的关键。
● 效率衰减快
以钙钛矿LED器件为例,下图为注入定电流到钙钛矿LED器件,随时间测量其亮度随时间的变化。 在4秒内,亮度衰减了超过20 %



● 测量速度的加快,测出器件最高转换效率潜力

LQ100积分球系统,测试钙钛矿LED器件:
条件ALQ100智能曝光时间控制(1毫秒~1秒/单点) 
条件B:模拟一般辉度计的测量时间(1秒/单)

以LQ100系统的智能曝光测试,钙钛矿LED的EQE 测量结果可以提高超过20 %以上。


 低 亮 度 快 速 、 准 确 测 量 能 力
● 无法取得完美EQE曲线原因

当低亮度(<50 cd/m2)的测试不准确,会造成低电压时的EQE曲线乱跳;一来无法准确判断器件的起始电压,二则无法准确评价器件最高EQE效率。


● 超灵敏光探测器

LQ-100具单光子侦测能力,可达0.1 cd/m2 辉度侦测(曝光时间< 0.5 sec内),确保器件启动电压的测 量正确性(要求<1 cd/m2),并得到完美的EQE曲线。



 L E  D 器 件 老 化 测 试 记 录 功 能
固定电流或电压,量测器件亮度与发光效率等 参数对时间的变化,亦是新器件科研重点
● V-t Curve:定电流下电压对时间的曲线 
● J-t Curve:定电压下电流密度对时间的曲线 
● I_Eff-t Curve:电流效率(Current Efficiency)对时间的曲线 
 P_Eff-t Curve:功率效率(Power Efficiency) 对时间的曲线
● EQE-t Curve:外量子效率对时间的曲线 
● L-t Curve:辉度对时间的曲线


 积 分 球 式 全 光 谱 效 率 测 量

● 无机LED测试 ➤不重复性<0.2 %

LQ-100可快速测试每个电压下的发光光谱,并可取得 辐照度、辉度、CIE座标等多项参数值。

发光光谱 单点光谱测量时间
高亮度>6000 cd/m2 < 50 ms
低亮度>100 cd/m2 < 100 ms
超低亮度>10 cd/m2 < 0.5 ms

● NIST溯源-准确度测试 ➤差异值<0.5 %

LQ100NIST溯源,与国外校正的白光与绿光LED 比对,差异值均小于0.5 %


Certified Value (lm) LQ-100 (lm) Deviation(%)
G-LED 3.426 % 3.453% 0.39 %
W-LED 4.652% 4.629% 0.25 %


 PLQY 测量:

● PL(Photo-Luminescence,光致发光):当材料吸收光子后,电子跃迁致激发态,再回到低能态,将能量以光的形式发出。
● PLQY(Photo-Luminescence Quantum Yield, 光致发光量子产率):发光物质所放射的荧光光子数,与所吸收的激发光子数之比值。一般而言,此数值的数值愈大,代表发光物质发光愈强。
PLQY= 放射光子数/吸收光子数 (最小量测可到 0.1 %)

Principle of quantum yield measurement

钙钛矿发光样品-EL测量:

目前钙钛矿LED效率发展快,但获得准确的测量数据是研究人员面临最大的挑战!
钙钛矿LED拥有以下特性:

低亮度、衰减快

  • 50,000 cd/m2
  • LQE-100解决方案:测试系统速度要快,才能测得高效率

发光半宽(FWHM)

  • OLED ~100 nm;PVSK LED ~50 nm
  • LQE-100解决方案:需要记录发光光谱与计算光谱的失配误差

非Lambertian分布

  • cd/m2转换EQE ,换算误差大
  • LQE-100解决方案:选配超低光强探测器,可达0.1 cd/m2以下的辉度侦测,亦可得到完美的EQE曲线

高效率红外光发展

  • 发光波长超过视函数波段,无法用光通量(lm)与辉度(cd /m2)评价


全 方 位 解 决 方 案:
LQE-100系列,采用高功率LED激发光源,在高激发密度下,可快速激发样品以测量PLQY、EQE、辐照度、辉度、CIE等测量参数,解决研究人员面临钙钛矿LED低亮度、衰减快的挑战。


辉度值 单点光谱时间
高亮度:>6000 cd/m2 <50 ms
低亮度:>100 cd/m2 <100 ms
超低亮度:>10 cd/m2 <0.5 sec


钙钛矿发光样品
EnliTech Electroluminescence (EL) of Perovskite LEDs
CIE色座标(0.218, 0.742)
CIE coordinate




EL Intensity variation with Wavelength for Perovskite LEDs
不同偏压下EL光谱测量
Luminance variation with Bias for Perovskite LEDs
不同偏压下辉度测量
QE variation with Bias for Perovskite LEDs
不同偏压下量子效率测量
Current Efficiency variation with Bias for Perovskite LEDs
不同电流密度下光通量测量
QE variation with Current Density for Perovskite LEDs
不同电流密度下光通量测量
QE variation with Current Density for Perovskite LEDs
不同电流密度下量子效率测量
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