Espectrómetro fotoeléctrico para medir la eficiencia cuántica

Descripción

El espectrómetro fotoeléctrico sirve como herramienta científica para caracterizar automáticamente las propiedades fotoeléctricas de muestras iluminadas con luz UV, VIS y NIR relativamente intensa en función de la longitud de onda incidente. El software avanzado permite registrar mapas de acción de fotocorriente, mapas de acción de fotovoltaje junto con mediciones potenciodinámicas y galvanodinámicas a longitud de onda constante, tanto en modo CW como pulsado. La relación fotón incidente/electrón convertido (IPCE) y, si se dispone de esfera integradora, la relación fotón absorbido/electrón convertido (APCE) pueden evaluarse en función de la longitud de onda y del potencial de polarización. La longitud de onda de la luz emitida, la intensidad y el manejo de los filtros de borde se controlan mediante software. El monocromador está equipado con hasta cuatro rejillas conmutables para cubrir uniformemente una amplia gama de longitudes de onda. El filtro de masa de aire puede aplicarse a la salida de la lámpara de xenón para imitar la radiación solar. El instrumento está preparado para ser acoplado con la Sonda Kelvin y otros dispositivos.

Cantidades medidas por el instrumento:

Corriente eléctrica de la muestra (cronoamperometría, CA),
Potencial de circuito abierto (OCP) en función de la longitud de onda de la luz,
Fotocorriente de la muestra iluminada con luz blanca o monocromática,
Características I-V,
Transmitancia luminosa de la muestra (con el calibrador de luz),
Intensidad luminosa que llega a la muestra (con el Calibrador de Luz),
Mapas de acción (fotocorriente en función del potencial y de la longitud de onda),
Mapas IPCE en función del potencial y de la longitud de onda,
Mapas APCE en función del potencial y de la longitud de onda (con la Esfera Integradora),
Reflectancia de la muestra (con la Esfera Integradora).
Sistema del módulo espectrómetro
Cámara de muestras,
Monocromador para luz UV, VIS e IR,
Potenciostato para la caracterización completa de las propiedades eléctricas,
Lámpara de xenón con el controlador y el sistema de refrigeración por agua,
Cubeta electroquímica con electrodo de trabajo (WE) de Pt y electrodo de referencia (RE) de Ag/AgCl,
Software FotoGUI.

Dentro de la cámara de muestras

Especificaciones
El rendimiento del instrumento puede adaptarse a los requisitos determinados..

Lámpara de xenón

Quemador de xenón de 150 W,
Sistema de refrigeración por agua,
Encendedor de baja emisión EM,
Modos de estabilización:
- estabilización de la corriente eléctrica (distorsiones < 1%),
- estabilización de la potencia eléctrica,
- estabilización de la intensidad luminosa (solución única para proporcionar una iluminación constante de la muestra durante el experimento),
Intensidad máxima de radiación sobre la muestra: 35 mW/cm2

Rueda de filtros

Hasta seis filtros en el carrusel,
Dos filtros de borde (paso largo) suministrados por defecto: 400 nm y 510 nm,

Monocromador

Gama espectral: 200 ÷ 1200 nm (en función de las rejillas),
Hasta cuatro rejillas en la torreta,
Conmutación automática de la posición de la torreta, operada mediante software,
Ranuras motorizadas, controladas mediante software,
Gama de apertura de las ranuras de entrada y salida: 0 ÷ 5 mm,
Obturador interno motorizado que proporciona un corte total del haz de luz, controlado mediante software,
Resolución espectral máxima: 0,1 nm (depende de la anchura de las rendijas de entrada y salida),

Potenciostato

Rango de potencial de polarización: -5 V ÷ 5 V,
Rangos de corriente: 10 nA, 100 nA, 1 µA, 10 µA, 100 µA, 1 mA, 10 mA,
Resolución de corriente: de 1 pA a 100 nA (depende del rango),

Controlador

Velocidad máxima de muestreo: 1 kMuestra/s,
Conexión con PC: vía USB 2.0,
Dos entradas de fotodiodo que pueden ser manejadas simultáneamente,
Toma RS485 para controlar dispositivos,

Salida típica de intensidad luminosa del espectrómetro fotoeléctrico

La intensidad luminosa producida en la muestra depende de la longitud de onda y de la anchura de las rendijas de entrada y salida. En la imagen, intensidad luminosa típica de la lámpara de xenón y dos rejillas de 1200 gr/mm: optimizadas para 300 nm y para 500 nm instaladas en el monocromador.