[實用新型]一種基于電致發光的電荷行為實時觀測評估設備

有效

• 申請號: 201721122381.6
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN207114435U
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 何順;楊漢松;楊明昆;呂歡
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01N21/66
• 分類號: G01N21/66
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

技術領域

本實用新型涉及電致發光測試領域，特別是一種基于電致發光的電荷行為實時觀測評估設備。

背景技術

電致發光(Electroluminescence-EL)是聚合物受電激發后，發生于其表現或內部電子轉移過程中，將電能直接轉換成光能的現象。電致發光常常被用于研究材料表面或內部陷阱特性，電荷存貯能力和輸運特性，以及聚合物的結構轉變和分子運動的重要工具。電致發光包含激發、能量傳輸和復合發光三個主要過程。當材料處于一定的電場分布下，材料內部載流子的速度及能量的分布將發生變化，包括：載流子注入(電子和空穴分別從陰極和陽極注入)、載流子傳輸(注入的電子和空穴在有機層內傳輸)、載流子復合與激子形成(遷移的電子和空穴相遇復合形成激子)、激子遷移，以及激子衰減過程，以上這些行為都可以通過其電致發光強度及光譜特性來進行表征。

現有電致發光測量設備，主要用于研究不同聚合物電致發光性能，通過外施電壓作用在材料表面，基于材料內部載流子躍遷形成光子發射，來探究材料發光特性。然而，其并無法揭露電場作用下載流子在材料表面及內部的注入、抽出以及復合等過程，而該過程對于絕緣材料運行在特定場強下的老化性能及絕緣穩定性至關重要。本實用新型能夠通過電致發光測量的方法，分別施加直流及交流電壓作用，對作用下載流子在材料表面及內部的注入、抽出以及復合等過程提供研究手段。

實用新型內容

本申請提供一種高場表面陷阱評估系統，以解決現有的陷阱能級測量設備對于厚度偏厚的不易裁剪材料而言，通常僅能夠得到低場下的陷阱能級分布，無法獲悉其陷阱特性在高場下的變化規律的問題。

本申請實施例提供一種基于電致發光的電荷行為實時觀測評估設備，所述設備包括：

暗室、真空系統、電極系統、單色儀、光電計算器、PD傳感器、高壓電源、示波器、計算機、樣品室以及石英玻璃觀察窗；

所述真空系統、所述單色儀、所述光電計算器、所述PD傳感器以及所述樣品室設置于所述暗室的內部；所述高壓電源、所述示波器以及所述計算機設置于所述暗室的外部；

所述電極系統設置于所述樣品室內部，所述真空系統與所述樣品室連通，所述電極系統上設置有用于放置樣品的試樣槽；

所述石英玻璃觀察窗設置于所述樣品室的側壁，所述單色儀設置于所述樣品室的一側，所述單色儀與所述石英玻璃觀察窗相對設置；

所述光電計算器的一端與所述單色儀連接，所述光電計算器的另一端與所述計算機連接；

所述PD傳感器的一端與所述樣品室的連接，所述PD傳感器的另一端與所述示波器連接，所述示波器與所述計算機連接；

所述樣品室內設置有高壓引線，所述高壓引線一端與所述電極系統連接，另一端伸出于所述樣品室的外部與所述高壓電源連接。

可選的，所述真空系統的真空度為1×10-5Pa～1×10-3Pa。

可選的，所述光電計算器包括光電倍增管和光子計數器。

可選的，所述樣品與所述樣品室內壁之間的距離小于3cm。

可選的，所述單色儀的測量范圍與所述光電計算器相適應，所述單色儀的測量范圍為300nm～800nm，所述單色儀的分辨率小于5nm，所述單色儀的重復誤差小于1nm。

可選的，所述光電計算器的暗噪聲均值小于20cps，最小測量值小于3×10-17W。

可選的，所述高壓引線伸出于所述樣品室的部分外圍設置有高壓套管。

可選的，所述高壓引線與所述高壓電源之間串接有保護電阻。

可選的，所述PD傳感器為光電集成電場傳感器。

可選的，所述樣品室的耐受極限真空度為10-5Pa，工作真空度為1×10-4Pa。