柔性器件循環彎曲測試系統Mechanical Cyclic Deformation System for Flexible Electronics
柔性器件循環彎曲測試系統
Mechanical Cyclic Deformation System for Flexible Electronics
柔性器件循環彎曲測試系統
PR-BDM系列
本產品具有不同型號可供選擇:
1. 基礎版可測試柔性材料、薄膜和器件樣品的多次彎折、耐疲勞性能;(PR-BDM-100P)
2. 功能版加入各類功能性夾具,可測試柔性材料、器件的電學、力學性質;(PR-BDM-100F, PR-BDM-100V, PR-BDM-100FV)
本儀器體積小巧便利,可放置于手套箱內操作。針對不同尺寸、材質樣品、測試條件,可接受不同夾具需求的定制。
隨著時代的進步,消費電子設備逐漸向輕薄化發展,柔性電子器件,例如柔性太陽能電池、柔性鋰電池、柔性傳感器和柔性顯示器,陸續開始出現在人們的生活中。構成這些器件的柔性電子材料在使用過程中會被反復彎曲,彎折過程材料表面和內部的應力狀態和微觀結構都會逐漸發生變化,進而影響材料的電學性能和壽命。用多次反復彎曲的方法來測試柔性材料的耐疲勞性,穩定性和壽命衰減特性已經逐漸成為柔性電子器件不可缺少的表征手段。本產品便是針對實驗室級別的柔性材料和器件而設計的一款小型循環彎曲測試儀。
主要功能特點介紹:
- 多功能夾具
1. 鉸鏈式類夾具: 可以在0-90度范圍內自由旋轉,使樣品實現全段自由彎曲,并限制彎曲方向朝上。根據幾何關系,可以由用戶設定的彎曲半徑R來計算行程范圍。
2. 固定半徑類夾具:可通過更換不同的半徑柱,實現R1,R2,R3,R5角等不同彎曲半徑彎折,可全套配齊。
3. 兼容電學功能性夾具:夾具即為電極,通過一體化控制器,實時記錄柔性材料在彎曲、拉伸狀態下電學性質(電阻、電流、電壓、電導率等)的變化。
適用場景:柔性膜電阻分析、柔性器件電流分析、壓電傳感器電壓分析、柔性材料拉伸電導率分析等。
4. 兼容力學功能性夾具:夾具帶有力學傳感器,通過一體化控制器,實時記錄柔性材料的力學性質變化。
適用場景:柔性材料極限拉力測試、柔性材料塑性形變/彈性形變分析、柔性薄膜的破裂時極限壓力測試等。
5. 兼容電、力功能性夾具:夾具同時有電極和力學傳感器,通過一體化控制器,實時記錄柔性材料在彎曲、拉伸狀態下的電學和力學性質的變化。
適用場景:柔性器件在彎曲、拉伸狀態下電流分析;壓電傳感器彎曲、受壓力時電壓分析、柔性材料拉伸狀態下,受力及電導率變化分析等。
- 全自動循環彎曲控制軟件
只需簡單設定樣品長度,彎曲半徑,循環次數便可進行循環彎曲測試。
根據設定最終彎曲半徑,自動計算行程。
實時顯示測試狀態,進度。
- 設有大面積通光孔
樣品部位下方設計有大面積通光孔,在彎曲的同時可以對樣品進行光照,適用于柔性太陽能器件或者柔性感光器件/材料的彎曲測試。
| 機械模組 | |
| 額定功率 | 50 W |
| 樣品尺寸范圍 | 100系列:長度30~90 mm,寬度 0~55 mm,厚度 0.1~3mm 200系列:長度20~200 mm,寬度 0~54 mm,厚度 0.1~10mm 400系列:長度20~380mm,寬度 0~95mm,厚度 0.1~15mm |
| 最小彎曲半徑 | 1~8mm 詳見下表中型號特點 |
| 最大移動速度 | 35 mm/s |
| 移動分辨率 | 1.25 μm/step |
| 移動位置重復性 | 0.05mm |
產品顏色 |
黑色 |
| 機械模組重量: | 100系列: 3 kg 200系列: 5 kg 400系列:15 kg |
| 機械模組尺寸:
| 100系列:350mm x 125mm x 85mm 200系列:450mm x 185mm x 100mm 400系列:720mm x 140mm x 278mm |
| 分體式控制器 | |
| 供電電源 | 110~220 V AC |
| 額定功率 | 50 W |
| 通訊模式 | RS232 |
| 軟件 | 提供軟件支持 |
| 電腦操作系統要求 | Windows 7 SP1以上操作系統 推薦:Windows 10 |
| 控制器重量: | 2kg |
| 控制器尺寸: | 279mm x 188mm x 88mm |
| 手持式控制器 | |
| 供電電源 | 110~220V AC / 24V DC |
| 額定功率 | 25W |
| 操作模式 | 觸屏操作 |
| 觸屏尺寸、分辨率 | 5寸、800 x 480 |
| 控制器連接方式 | 以太網線纜 |
| 手持式控制器尺寸: | 152mm x 95mm x 47mm |
| 控制器重量: | 0.55 kg |
PR-BDM系列操作視頻
| 視頻鏈接地址 | |
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| 電腦軟件操作視頻 | https://www.bilibili.com/video/BV1hV411n7EX |
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| 手持式操控器使用視頻 | https://www.bilibili.com/video/BV1Ew411Z7pW |
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| 夾具更換視頻 | https://www.bilibili.com/video/BV1E5411T78g |
| 電阻測試視頻 | https://www.bilibili.com/video/BV19P4y1t7mB/ https://www.bilibili.com/video/BV1ML411j7vv/ |
| 拉力測試視頻 | https://www.bilibili.com/video/BV1Ya411r7BR/ |
| 彎曲測試視頻(R5半徑測試) | https://www.bilibili.com/video/BV1ju411S7D6/ |
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| 多向彎曲測試展示 | https://www.bilibili.com/video/BV1BG411s7K1 |
一、超小曲率彎折測試 -《Nano Energy》
西北工業大學團隊使用本公司的柔性器件循環彎折儀對新型柔性鈣鈦礦太陽能電池器件(甲胺蒸汽熏蒸法制備)進行不同彎折半徑下的多次彎折測試。值得注意的是,本彎折儀能進行超小彎折半徑的測試,證明了基于MA-SnO2 ETL的柔性PSC器件在彎折半徑2.5 mm的條件下彎折3000次仍可保留初始效率的94.5%,顯示出優異的機械柔性,展示了堿性氣體熏蒸策略的無退火傳輸層在柔性鈣鈦礦器件上的應用前景。該工作發表在國際高水平納米能源期刊《Nano Energy》上,impact factor:17.881。Nano Energy 2022, 94, 106919. doi: 10.1016/j.nanoen.2022.106919
二、柔性彎折疲勞測試 -《Advanced Materials》
華北電力大學團隊將零維添加劑Cs4Pb(IBr)6用于柔性全無機鈣鈦礦太陽能電池,該策略顯著提高了電池的機械耐久性和電池效率。實驗者使用了本公司的柔性器件循環彎曲測試系統測試了電池在不同曲率半徑R和彎曲次數后的工作效率。在R僅為5毫米的情況下,電池在經過60,000次柔性彎曲循環后仍能保持超過97%的初始效率。另外,該電池最高功率轉換效率達到14.25%,短路電流密度為18.47 mA cm-2,開路電壓為1.09 V,填充因子為70.67%。該工作發表在國際高水平材料期刊《Advanced Materials》上,impact factor:32.086。Adv. Mater. 2023, 2300302. doi: 10.1002/adma.202300302
西北工業大學團隊使用本公司的柔性器件循環彎折儀對新型柔性鈣鈦礦太陽能電池器件(甲胺蒸汽熏蒸法制備)進行不同彎折半徑下的多次彎折測試。值得注意的是,本彎折儀能進行超小彎折半徑的測試,證明了基于MA-SnO2 ETL的柔性PSC器件在彎折半徑2.5 mm的條件下彎折3000次仍可保留初始效率的94.5%,顯示出優異的機械柔性,展示了堿性氣體熏蒸策略的無退火傳輸層在柔性鈣鈦礦器件上的應用前景。該工作發表在國際高水平納米能源期刊《Nano Energy》上,impact factor:17.881。Nano Energy 2022, 94, 106919. doi: 10.1016/j.nanoen.2022.106919
二、柔性彎折疲勞測試 -《Advanced Materials》
華北電力大學團隊將零維添加劑Cs4Pb(IBr)6用于柔性全無機鈣鈦礦太陽能電池,該策略顯著提高了電池的機械耐久性和電池效率。實驗者使用了本公司的柔性器件循環彎曲測試系統測試了電池在不同曲率半徑R和彎曲次數后的工作效率。在R僅為5毫米的情況下,電池在經過60,000次柔性彎曲循環后仍能保持超過97%的初始效率。另外,該電池最高功率轉換效率達到14.25%,短路電流密度為18.47 mA cm-2,開路電壓為1.09 V,填充因子為70.67%。該工作發表在國際高水平材料期刊《Advanced Materials》上,impact factor:32.086。Adv. Mater. 2023, 2300302. doi: 10.1002/adma.202300302
以下為上述文章supporting information所展示的彎折儀超小彎折半徑(2.5 mm)和多次循環彎折測試(60,000次)視頻:
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至今,已經有很多國內外科研單位和高新科技企業(包括大連理工大學、美國布朗大學、浙江大學、西北工業大學、北京大學、香港中文大學、廈門大學、華北電力大學、西安電子科技大學、五邑大學、南方科技大學、深圳極展科技有限公司等)使用本公司的產品進行柔性器件的循環彎折、扭轉、疲勞、壓電及性能測試,并成功在國際高水平雜志期刊上發表文章(包括Advanced Materials、Joule、Nano Energy、Energy & Environmental Science、Nature Communications、Adv. Funct. Mater.等)。
論文詳情 | 合作單位 | |
![]() | 1. Q.-S. Dong, M. Chen, Y.-H. Liu, F. T. Eickemeyer, W.-D. Zhao, Z.-H. Dai, Y.-F. Yin, C. Jiang, J.-S. Feng, S.-Y. Jin, S.-Z. (Frank) Liu, S. M. Zakeeruddin, M. Gr?tzel, N. P. Padture, and Y.-T. Shi (2021),Flexible perovskite solar cells with simultaneously improved efficiency, operational stability, and mechanical reliability. Joule 2021, 5, 1587–1601. doi: 10.1016/j.joule.2021.04.014 | 大連理工大學 美國布朗大學 |
![]() | 2. Zhenghong Dai, Shunran Li, Xing Liu, Min Chen, Christos E. Athanasiou, Brian W. Sheldon, Huajian Gao, Peijun Guo, and Nitin P. Padture*, Dual-Interface-Reinforced Flexible Perovskite Solar Cells for Enhanced Performance and Mechanical Reliability. Adv. Mater. 2022, 34, 2205301. doi: 10.1002/adma.202205301 | 布朗大學 |
![]() | 3. Xiangjun Zheng, Lijian Zuo,* Feng Zhao, Yaokai Li, Tianyi Chen, Shiqi Shan, Kangrong Yan, Youwen Pan, Bowei Xu, Chang-Zhi Li, Minmin Shi,* Jianhui Hou,* and Hongzheng Chen*, High-Efficiency ITO-Free Organic Photovoltaics with Superior Flexibility and Upscalability. Adv. Mater. 2022, 34, 2200044. doi: 10.1002/adma.202200044 | 浙江大學 |
![]() | 4. Zhihao Li, Zhenhan Wang, Chunmei Jia, Zhi Wan, Chongyang Zhi, Can Li, Meihe Zhang, Chao Zhang, Zhen Li (2022) , Annealing free tin oxide electron transport layers for flexible perovskite solar cells. Nano Energy 2022, 94, 106919. doi: 10.1016/j.nanoen.2022.106919 | 西北工業大學 |
![]() | 5. Ying Yan, Ruiting Wang, Qingshun Dong, Yanfeng Yin, Linghui Zhang, Zhenhuang Su, Chenyue Wang, Jiangshan Feng, Minhuan Wang, Jing Liu, Hongru Ma, Yulin Feng, Wenzhe Shang, Zhiyong Wang, Mingzhu Pei, Yudi Wang, Shengye Jin, Jiming Bian, Xingyu Gao, Shengzhong Frank Liu and Yantao Shi (2022), Polarity and Moisture Induced Trans-grain-boundaries 2D/3D Coupling Structure for Flexible Perovskite Solar Cells with High Mechanical Reliability and Efficiency. Energy Environ. Sci., 2022, 15, 5168-5180. doi: 10.1039/D2EE01879A | 大連理工大學 |
![]() | 6. Feng Zhao, Xiangjun Zheng, Shuixing Li, Kangrong Yan, Weifei Fu, Lijian Zuo,* and Hongzheng Chen*, Non-Halogenated Solvents Processed Efficient ITO-Free Flexible Organic Solar Cells with Upscaled Area. Macromol. Rapid Commun. 2022, 43, 2200049. doi: 10.1002/marc.202200049 | 浙江大學 |
![]() | 7. Huijing Liu, Huifang Han, Jia Xu,* Xu Pan, Kui Zhao, Shengzhong (Frank) Liu* and Jianxi Yao* A 0D Additive for Flexible All-Inorganic Perovskite Solar Cells to Go Beyond 60 000 Flexible Cycles. Adv. Mater. 2023, 2300302. doi: 10.1002/adma.202300302 | 華北電力大學 |
![]() | 8. Zhihao Li, Chunmei Jia, Zhi Wan, Jiayi Xue, Junchao Cao, Meng Zhang, Can Li, Jianghua Shen, Chao Zhang & Zhen Li. Hyperbranched polymer functionalized flexible perovskite solar cells with mechanical robustness and reduced lead leakage. Nat. Commun. 14, 6451 (2023). doi: 10.1038/s41467-023-41931-1 | 西北工業大學 |
![]() | 9. X. Zheng, X. Wu, Q. Wu, Y. Han, G. Ding, Y. Wang, Y. Kong, T. Chen, M. Wang, Y. Zhang, J. Xue, W. Fu, Q. Luo, C. Ma, W. Ma, L. Zuo, M. Shi, H. Chen, Thorough Optimization for Intrinsically Stretchable Organic Photovoltaics. Adv. Mater. 2023, 2307280. doi: 10.1002/adma.202307280 | 浙江大學 |
![]() | 10. Jing Liu, Fei Liao, Zhiming Chen,* Renhao Zhou, Xiaoming Zhong, Bo Liu, Zaijun Wang, Mingyi He, Hongxu Lin, Zibin Zhang, Shengsheng Lu, Leyi Zeng, Bingpu Zhou, Guoning Chen, Jingchen Huang, Aiping Huang, and Jianyi Luo*, Digitizing Human Motion via Bending Sensors toward Humanoid Robot. Adv. Intell. Syst. 2023, 5, 2200337. doi: 10.1002/aisy.202200337 | 五邑大學 |
![]() | 11. Lisha Xie, Songyu Du, Jun Li, Chang Liu, Zhenwei Pu, Xinyu Tong, Jian Liu, Yaohua Wang, Yuanyuan Meng, Mengjin Yang, Wei Li and Ziyi Ge, Molecular dipole engineering-assisted strain release for mechanically robust flexible perovskite solar cells. Energy Environ. Sci., 2023, 16, 5423–5433. doi: 10.1039/d3ee02569a | 中科院寧波材料所 |
![]() | 12. Bo Li, Chuanyang Cai, Yang Liu, Fang Wang, Bin Yang, Qikai Li, Pengxiang Zhang, Biao Deng, Pengfei Hou & Weishu Liu, Ultrasensitive mechanical/thermal response of a P(VDF-TrFE) sensor with a tailored network interconnection interface. Nature Communications (2023) 14:4000. doi: 10.1038/s41467-023-39476-4 | 南方科技大學 |
![]() | 13. Linghui Zhang, Chao Fu, Shi Wang, Minhuan Wang, Ruiting Wang, Shengling Xiang, Zhiyong Wang, Jing Liu, Hongru Ma, Yudi Wang, Ying Yan, Min Chen, Lei Shi, Qingshun Dong,* Jiming Bian, and Yantao Shi, Amorphous F-doped TiOx Caulked SnO2 Electron Transport Layer for Flexible Perovskite Solar Cells with Efficiency Exceeding 22.5%. Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2213961. doi: 10.1002/adfm.202213961 | 大連理工大學 |
![]() | 14. Xiangjun Zheng, Lijian Zuo, * Kangrong Yan, Shiqi Shan, Tianyi Chen, Guanyu Ding, Bowei Xu, Xi Yang, Jianhui Hou, Minmin Shi * and Hongzheng Chen *, Versatile organic photovoltaics with a power density of nearly 40 W g-1. Energy Environ. Sci., 2023, 16, 2284–2294. doi: 10.1039/d3ee00087g | 浙江大學 |
![]() | 15. Huijing Liu, Jia Xu,* Huifang Han, Chenxu Zhao, Yao Fu, Kun Lang, Pengchen Zou, Xu Pan, Xingyu Gao,* Kui Zhao,* and Jianxi Yao*, Debridement Strategy by Pre-Bending Passivation for Flexible All-Inorganic Perovskite Solar Cells Beyond 70 000 Bending Cycles. Adv. Funct. Mater. 2024, 2400975. doi: 10.1002/adfm.202400975 | 華北電力大學 |
![]() | 16. Shengjie Wang, Xuan Yan*, Xuefeng Jiao and Heng Yang*. Experimental Study of the Implantation Process for Array Electrodes into Highly Transparent Agarose Gel. Materials 2024, 17, 2334. doi: 10.3390/ma17102334 | 北京理工大學 |
![]() | 17. Linghui Zhang, Hongru Ma, Zhehan Ying, Qingshun Dong, Mengmeng Yuan, Shiqi Rong, Zhiyong Wang, Shuhong Wang, Siao Li, Jie Zhang, Dequan Cao, Wenqi Han, Ying Yan, Wenming Tian, Jiming Bian, Yantao Shi*. Lowering Charge Transport Barriers by Eliminating the Electric Double Layer Residues to Reconstruct Adjacent SnO2 Nanocrystals for High-Efficiency Flexible Perovskite Solar Cells. Adv. Funct. Mater. 2024, 2406946. doi: 10.1002/adfm.202406946 | 大連理工大學 |
![]() | 18. Runda Li, Zengyi Sun, Libing Yao, Jiwei Liu, Shaochen Zhang, Donger Jin, Zixuan Peng, Yuan Tian, Jingyi Sun, Pengju Shi, Kai Zhang, Sisi Wang, Jiazhe Xu, Mingsheng Xu, Deren Yang, Rui Wang,* and Jingjing Xue*. Unraveling the Degradation Mechanisms of Perovskite Solar Cells under Mechanical Tensile Loads. ACS Nano 2024, 18, 35, 24495–24504. doi: 10.1021/acsnano.4c08378 | 浙江大學&西湖大學 |
![]() | 19. Xiaotong Zhang, Shan Wang, Xuanyin Chen, Zhongxue Cui, Xue’er Li, Yingying Zhou, Honghong Wang, Runjun Sun, and Qiushi Wang*. Bioinspired Flexible Kevlar/Hydrogel Composites with Antipuncture and Strain-Sensing Properties for Personal Protective Equipment. ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16, 34, 45473–45486. doi: 10.1021/acsami.4c08659 | 西安工程大學 |
![]() | 20. Huijing Liu, Zhiyu Zhang, Jia Xu, Huifang Han, Chenxu Zhao, Yao Fu, Kun Lang, Fan Shen, Pengchen Zou, Xuewei Liu, Ruifeng Shi, Zhenhuang Su, Xingyu Gao,* Shengzhong Frank Liu,* and Jianxi Yao*. Selective Chemical Etching to Remove 0D Cs4Pb(IBr)6 from Mixed-Dimensional Perovskite Surface Achieving High Efficiency Flexible All-Inorganic Perovskite Solar Cells with Superior Mechanical Durability. Adv. Energy Mater. 2024, 2402142. doi: 10.1002/aenm.202402142 | 華北電力大學 |
![]() | 21. Linghui Zhang, Hongru Ma, Zhehan Ying, Qingshun Dong, Mengmeng Yuan, Shiqi Rong, Zhiyong Wang, Shuhong Wang, Siao Li, Jie Zhang, Dequan Cao, Wenqi Han, Ying Yan, Wenming Tian, Jiming Bian, and Yantao Shi*. Lowering Charge Transport Barriers by Eliminating the Electric Double Layer Residues to Reconstruct Adjacent SnO2 Nanocrystals for High-Efficiency Flexible Perovskite Solar Cells. Adv. Funct. Mater. 2024, 2406946. doi: 10.1002/adfm.202406946 | 大連理工大學 |
![]() | 22. Xinyu Tong, Lisha Xie,* Jun Li, Zhenwei Pu, Songyu Du, Mengjin Yang, Yanyan Gao, Mingzhu He, Shaohang Wu,* Yaohua Mai,* and Ziyi Ge*. Large Orientation Angle Buried Substrate Enables Efficient Flexible Perovskite Solar Cells and Modules. Adv. Mater. 2024, 2407032. doi: 10.1002/adma.202407032 | 中科院寧波材料所 |
![]() | 23. Xiaoling Wu, Xiangjun Zheng, Tianyi Chen, Sen Zhang, Ying Zhou, Mengting Wang, Tingjun Chen, Yiming Wang, ZhaoZhao Bi, Weifei Fu, Miao Du, Wei Ma, Lijian Zuo,* and Hongzheng Chen*. High-Performance Intrinsically Stretchable Organic Photovoltaics Enabled by Robust Silver Nanowires/S-PH1000 Hybrid Transparent Electrodes. Adv. Mater. 2024, 2406879. doi: 10.1002/adma.202406879 | 大連理工大學 |
效果圖
柔性器件循環彎曲測試系統
產品特點展示
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柔性器件循環彎曲測試系統
多功能模塊化設計
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夾具型號及其模塊化設計
夾具型號及其模塊化設計
- 功能模式:彎曲,拉伸, 扭轉,復合運動
- 支持多通道測試:同一軟件下控制和監測多臺設備運行
- 支持力電信號同步測試:加載力,開路電壓,電阻等信號與位移同步采集
| 夾具名稱: | 快速鉸鏈式 | 通透式鉸鏈式 | 超小彎曲半徑 | 加寬超小彎曲半徑 |
| 夾具型號: | PR-BDM-H1 | PR-BDM-H2 | PR-BDM-H3 | PR-BDM-H4 |
| 夾具功能特點: |
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| 可對折實現1mm彎曲半徑 |
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| 特殊支持: | 可固定夾持方向 支持水平拉伸運動 | 可固定夾持方向 支持水平拉伸運動 | 可固定夾持方向 支持水平拉伸運動 | |
| 100系列彎曲半徑特點: | 最小彎曲半徑 8mm 樣品寬度最大60mm | 最小彎曲半徑 8mm 樣品寬度最大60mm | 最小彎曲半徑 1mm 樣片寬度最大20mm | 最小彎曲半徑 1mm 樣品寬度最大50mm |
| 所有型號及支援最大樣品長度 | ||||
| 80mm (寬≤60 mm) 160mm (寬≤60 mm) 360mm (寬≤95 mm) | PR-BDM1-100 PR-BDM1-200 PR-BDM1-400 | PR-BDM2-100 PR-BDM2-200 PR-BDM2-400 | PR-BDM3-100 PR-BDM3-200 PR-BDM3-400 | PR-BDM4-100 PR-BDM4-200 PR-BDM4-400 |
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