一种半导体光电材料瞬态光电流测量系统及测量方法技术方案

一种半导体光电材料瞬态光电流测量系统，属于光电化学分解水测量技术领域。由Nd：YAG激光器、数字示波器、前置放大器、锁相放大器、样品池组成；样品池由聚四氟乙烯外壳、石英工作窗口、工作电极、参比电极、对电极和电解液组成；石英工作窗口设置在聚四氟乙烯外壳上，工作电极、对电极和参比电极呈斜三角形布置放入样品池并浸泡在电解液中。来自Nd：YAG激光器的激光透过石英工作窗口和电解液照射到工作电极的光电材料薄膜上，前置放大器捕捉工作电极和对电极间的光电流信号，将信号放大后输入到数字示波器，从而实现对半导体光电材料瞬态光电流的测量，光电流强度越强表明光电材料的分解水性能越强。

A transient photocurrent measurement system and measurement method for semiconductor photoelectric materials

A transient photocurrent measuring system for semiconductor photoelectric materials belongs to the field of photochemical chemical decomposition water measurement. Consists of Nd:YAG laser, digital oscilloscope, preamplifier, lock-in amplifier, sample pool; sample cell made of polytetrafluoroethylene shell, quartz window and working electrode, reference electrode, counter electrode and electrolyte composition; work window settings in Teflon casing, the working electrode, the electrode and the reference electrode is an oblique triangle the layout into the sample pool and soaked in the electrolyte. From the Nd:YAG laser by optoelectronic materials and electrolyte films on quartz window onto the working electrode, the preamplifier to capture the working electrode and the photocurrent signal between the electrodes, the amplified signal input to the digital oscilloscope, so as to realize the measurement of semiconductor photoelectric material transient photocurrent, light current strength showed that the photoelectric decomposition of the material performance of water is stronger.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体光电材料瞬态光电流测量系统及测量方法
本专利技术属于光电化学分解水测量
，具体涉及一种半导体光电材料瞬态光电流测量系统及测量方法。
技术介绍
随着能源危机和环境污染的日益加重，光电材料在解决能源和环境问题方面有着极其重要的应用前景，因此加强光电材料的基础研究意义十分重大。在对光电材料的研究中，光电材料的性能测量是必不可少的。目前比较成熟的光电材料性能测量技术有表面光电压、瞬态光电压、光电流及其衍生出的累积电荷量等技术。表面光电压和瞬态光电压技术主要表征光生电荷在半导体内产生、分离、传输和复合的过程。光电流技术主要表征光电材料在模拟太阳光下的氧化还原反应底物的能力。累积电荷量技术主要表征不同电位下光生电荷在光电材料与电解液固液界面累积的技术。上述技术都不能看到在照光瞬间光电流曲线随时间的变化。瞬态光电流技术作为一种新的半导体光电材料光电化学分解水测量技术应运而生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体光电材料(Fe2O3、TiO2、BiVO4、Ta3N5、WO3、BiOCl等)瞬态光电流测量系统及测量方法，其能够测量光电材料在光照射后纳秒到毫秒量级时间内光电流强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体光电材料瞬态光电流测量系统，其特征在于：由Nd：YAG激光器(1)、数字示波器(2)、前置放大器(3)、锁相放大器(4)、样品池(5)组成；样品池(5)由聚四氟乙烯外壳(6)、石英工作窗口(7)、工作电极(8)、参比电极(9)、对电极(10)和电解液(11)组成，石英工作窗口(7)设置在聚四氟乙烯外壳(6)上，工作电极(8)、对电极(10)和参比电极(9)呈斜三角形布置放入样品池(5)并浸泡在电解液(11)中；Nd：YAG激光器(1)参比信号输出通道通过BNC数据线与数字示波器(2)触发输入通道连接，数字示波器(2)测量输入通道通过BNC数据线与前置放大器(3)信号输出通道连接，前置...

【技术特征摘要】
1.一种半导体光电材料瞬态光电流测量系统，其特征在于：由Nd：YAG激光器(1)、数字示波器(2)、前置放大器(3)、锁相放大器(4)、样品池(5)组成；样品池(5)由聚四氟乙烯外壳(6)、石英工作窗口(7)、工作电极(8)、参比电极(9)、对电极(10)和电解液(11)组成，石英工作窗口(7)设置在聚四氟乙烯外壳(6)上，工作电极(8)、对电极(10)和参比电极(9)呈斜三角形布置放入样品池(5)并浸泡在电解液(11)中；Nd：YAG激光器(1)参比信号输出通道通过BNC数据线与数字示波器(2)触发输入通道连接，数字示波器(2)测量输入通道通过BNC数据线与前置放大器(3)信号输出通道连接，前置放大器(3)信号输入通道通过BNC数据线与样品池(5)工作电极(8)和对电极(10)连接，锁相放大器(4)通过BNC数据线与样品池(5)工作电极(8)和参比电极(9)连接；来自Nd：YAG激光器(1)的激光透过石英工作窗口(7)和电解液(11)照射到工作电极(8)的光电材料薄膜上，前置放大器(3)捕捉工作电极(8)和对电极(10)间的光电流信号，将信号放大后输入到数字示波器(2)，从而实现对半导体光电材料瞬态光电流的测量。2.如权利要求1所述的一种半导体光电材料瞬态光电流测量系统，其特征在于：Nd：YAG激光器(1)作为光源，激光波长有532nm和355nm两种，激光频率为1～20Hz，激光脉冲周期为5～7ns，激光光强为10～500μJ。3.如权利要求1所述的一种半导体光电材料瞬态光电流测量系统，其特征在于：数字示波器(2)带宽为20～500MHz，采样率为0.5～5G/s。4.如权利要求1所述的一种半导体光电材料瞬态光电流测量系统，其特征在于：Nd:YAG激光器的参比信号作为数字示波器的触发信号，由此确定数字示波器的计时零点。5.如权利要求1所述的一种半导体光电材料瞬态光电流测...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢腾峰，孟德栋，张凯，步琦璟，毕玲玲，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22