行業(yè)挑戰(zhàn)

材料分析效率低：傳統(tǒng)表征手段（如XRD、SEM）無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)薄膜動(dòng)態(tài)結(jié)晶過(guò)程，研發(fā)周期長(zhǎng)。

工藝優(yōu)化難度大：鈣鈦礦薄膜的器件性能高度依賴微觀結(jié)構(gòu)，但多工藝參數(shù)（如沉積方式、退火條件）難以快速關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)演變與性能。

篩選成本高昂：依賴同步輻射光源的高端設(shè)備，導(dǎo)致測(cè)試成本高、門檻高，阻礙大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

技術(shù)革新

原位GIWAXS技術(shù)

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)：通過(guò)掠入射廣角X射線散射技術(shù)，原位捕捉鈣鈦礦薄膜結(jié)晶路徑（如立方相→四方相轉(zhuǎn)變），揭示成膜機(jī)制。

多維結(jié)構(gòu)解析：結(jié)合衍射矢量分量（qz、qx、qy），同步獲取面內(nèi)（In-Plane）與面外（Out-of-Plane）結(jié)構(gòu)信息，精準(zhǔn)分析晶粒取向與缺陷分布。

高通量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)：將微觀結(jié)構(gòu)與器件性能（如IV特性）直接關(guān)聯(lián)，加速工藝優(yōu)化。

方案核心

高性價(jià)比GIWAXS系統(tǒng)

核心設(shè)備：微焦點(diǎn)光源、二維面陣探測(cè)器，支持60s短曝光快速表征。

工藝兼容性：適配多種沉積工藝（旋涂、刮涂、狹縫涂布等）及后處理?xiàng)l件（退火、冷卻），覆蓋全流程原位表征。

快速篩選流程：通過(guò)自動(dòng)化數(shù)據(jù)分析軟件，實(shí)現(xiàn)樣品結(jié)構(gòu)分級(jí)與性能預(yù)測(cè)，篩選效率提升80%。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

高分辨率：亞納米級(jí)結(jié)構(gòu)敏感度，可識(shí)別鈣鈦礦相變（如MAPb3立方相與四方相）。

快速響應(yīng)：?jiǎn)未伪碚髌毓鈨H需60秒，支持高通量實(shí)驗(yàn)。

低成本替代：基于實(shí)驗(yàn)室級(jí)設(shè)備，避免依賴同步輻射裝置，測(cè)試成本大幅降低。

工藝普適性：兼容旋涂、熱板加熱、原位IV測(cè)試等多種工藝場(chǎng)景。

效益價(jià)值

研發(fā)周期縮短：通過(guò)實(shí)時(shí)結(jié)構(gòu)-性能關(guān)聯(lián)，工藝優(yōu)化周期從數(shù)月壓縮至數(shù)周。

成本顯著降低：實(shí)驗(yàn)室級(jí)設(shè)備進(jìn)行樣品篩選，節(jié)約同步輻射機(jī)時(shí)成本。

產(chǎn)業(yè)化加速：快速篩選高性能鈣鈦礦材料（如MACI后處理MAPb1），推動(dòng)穩(wěn)定器件的大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)壁壘突破：為同質(zhì)外延生長(zhǎng)機(jī)制（如案例Chen, 2017）提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐，搶占專利先機(jī)。

應(yīng)用場(chǎng)景

鈣鈦礦薄膜工藝優(yōu)化

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)旋涂、刮涂等沉積工藝下的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)（如Fan, 2019案例）

解析退火、冷卻過(guò)程中的相變路徑，指導(dǎo)工藝參數(shù)調(diào)優(yōu)

材料快速篩選

高通量篩選添加劑（如MACI）對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響（Schlipf, 2017案例）

評(píng)估不同鈣鈦礦組分（如MAPb1、MAPb2）的成膜質(zhì)量

器件失效分析

結(jié)合原位IV測(cè)試，定位微觀缺陷（如晶界、孔隙）導(dǎo)致的效率衰減