普瑞材料 PURI MATERIALS | 柔性器件循环弯曲测试系统

柔性器件循环弯曲测试系统
Mechanical Cyclic Deformation System for Flexible Electronics
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柔性器件循环弯曲测试系统

PR-BDM系列

柔性器件循环弯曲测试系统-标准款

PR-BDM-100P

标准款，可测试柔性材料、薄膜和器件样品的多次弯折、耐疲劳功能

柔性器件循环弯曲测试系统-电学款

PR-BDM-100V

电学版，可额外测试电学性质

柔性器件循环弯曲测试系统-压力款

PR-BDM-100F

压力款，可额外测试力学性质

本产品具有不同型号可供选择：

1. 基础版可测试柔性材料、薄膜和器件样品的多次弯折、耐疲劳性能；（PR-BDM-100P)

2. 功能版加入各类功能性夹具，可测试柔性材料、器件的电学、力学性质；(PR-BDM-100F, PR-BDM-100V, PR-BDM-100FV)

本仪器体积小巧便利，可放置于手套箱内操作。针对不同尺寸、材质样品、测试条件，可接受不同夹具需求的定制。

随着时代的进步，消费电子设备逐渐向轻薄化发展，柔性电子器件，例如柔性太阳能电池、柔性锂电池、柔性传感器和柔性显示器，陆续开始出现在人们的生活中。构成这些器件的柔性电子材料在使用过程中会被反复弯曲，弯折过程材料表面和内部的应力状态和微观结构都会逐渐发生变化，进而影响材料的电学性能和寿命。用多次反复弯曲的方法来测试柔性材料的耐疲劳性，稳定性和寿命衰减特性已经逐渐成为柔性电子器件不可缺少的表征手段。本产品便是针对实验室级别的柔性材料和器件而设计的一款小型循环弯曲测试仪。

主要功能特点介绍:

多功能夹具

1. 铰链式类夹具: 可以在0-90度范围内自由旋转，使样品实现全段自由弯曲，并限制弯曲方向朝上。根据几何关系，可以由用户设定的弯曲半径R来计算行程范围。

2. 固定半径类夹具：可通过更换不同的半径柱，实现R1，R2，R3，R5角等不同弯曲半径弯折，可全套配齐。

3. 兼容电学功能性夹具：夹具即为电极，通过一体化控制器，实时记录柔性材料在弯曲、拉伸状态下电学性质（电阻、电流、电压、电导率等）的变化。

适用场景：柔性膜电阻分析、柔性器件电流分析、压电传感器电压分析、柔性材料拉伸电导率分析等。

4. 兼容力学功能性夹具：夹具带有力学传感器，通过一体化控制器，实时记录柔性材料的力学性质变化。

适用场景：柔性材料极限拉力测试、柔性材料塑性形变/弹性形变分析、柔性薄膜的破裂时极限压力测试等。

5. 兼容电、力功能性夹具：夹具同时有电极和力学传感器，通过一体化控制器，实时记录柔性材料在弯曲、拉伸状态下的电学和力学性质的变化。

适用场景：柔性器件在弯曲、拉伸状态下电流分析；压电传感器弯曲、受压力时电压分析、柔性材料拉伸状态下，受力及电导率变化分析等。

全自动循环弯曲控制软件

只需简单设定样品长度，弯曲半径，循环次数便可进行循环弯曲测试。

根据设定最终弯曲半径，自动计算行程。

实时显示测试状态，进度。

设有大面积通光孔

样品部位下方设计有大面积通光孔，在弯曲的同时可以对样品进行光照，适用于柔性太阳能器件或者柔性感光器件/材料的弯曲测试。

机械模组
额定功率	50 W
样品尺寸范围	100系列：长度30~90 mm，宽度 0~55 mm，厚度 0.1~3mm 200系列：长度20~200 mm，宽度 0~54 mm，厚度 0.1~10mm 400系列：长度20~380mm，宽度 0~95mm，厚度 0.1~15mm
最小弯曲半径	1~8mm 详见下表中型号特点
最大移动速度	35 mm/s
移动分辨率	1.25 μm/step
移动位置重复性	0.05mm
产品颜色	黑色
机械模组重量：	100系列： 3 kg 200系列： 5 kg 400系列：15 kg
机械模组尺寸：	100系列：350mm x 125mm x 85mm 200系列：450mm x 185mm x 100mm 400系列：720mm x 140mm x 278mm
分体式控制器
供电电源	110~220 V AC
额定功率	50 W
通讯模式	RS232
软件	提供软件支持
电脑操作系统要求	Windows 7 SP1以上操作系统推荐：Windows 10
控制器重量：	2kg
控制器尺寸：	279mm x 188mm x 88mm
手持式控制器
供电电源	110~220V AC / 24V DC
额定功率	25W
操作模式	触屏操作
触屏尺寸、分辨率	5寸、800 x 480
控制器连接方式	以太网线缆
手持式控制器尺寸：	152mm x 95mm x 47mm
控制器重量：	0.55 kg

PR-BDM系列操作视频

	视频链接地址
分体式PR-BDM系列
电脑软件操作视频	https://www.bilibili.com/video/BV1hV411n7EX

手持式PR-BDM系列
手持式操控器使用视频	https://www.bilibili.com/video/BV1Ew411Z7pW

通用操作视频
夹具更换视频	https://www.bilibili.com/video/BV1E5411T78g
电阻测试视频	https://www.bilibili.com/video/BV19P4y1t7mB/ https://www.bilibili.com/video/BV1ML411j7vv/
拉力测试视频	https://www.bilibili.com/video/BV1Ya411r7BR/
弯曲测试视频（R5半径测试）	https://www.bilibili.com/video/BV1ju411S7D6/
效果展示视频
多向弯曲测试展示	https://www.bilibili.com/video/BV1BG411s7K1

一、超小曲率弯折测试 -《Nano Energy》
西北工业大学团队使用本公司的柔性器件循环弯折仪对新型柔性钙钛矿太阳能电池器件(甲胺蒸汽熏蒸法制备)进行不同弯折半径下的多次弯折测试。值得注意的是，本弯折仪能进行超小弯折半径的测试，证明了基于MA-SnO₂ ETL的柔性PSC器件在弯折半径2.5 mm的条件下弯折3000次仍可保留初始效率的94.5%，显示出优异的机械柔性，展示了碱性气体熏蒸策略的无退火传输层在柔性钙钛矿器件上的应用前景。该工作发表在国际高水平纳米能源期刊《Nano Energy》上，impact factor：17.881。Nano Energy 2022, 94, 106919. doi: 10.1016/j.nanoen.2022.106919

二、柔性弯折疲劳测试 -《Advanced Materials》
华北电力大学团队将零维添加剂Cs4Pb(IBr)6用于柔性全无机钙钛矿太阳能电池，该策略显著提高了电池的机械耐久性和电池效率。实验者使用了本公司的柔性器件循环弯曲测试系统测试了电池在不同曲率半径R和弯曲次数后的工作效率。在R仅为5毫米的情况下，电池在经过60,000次柔性弯曲循环后仍能保持超过97%的初始效率。另外，该电池最高功率转换效率达到14.25%，短路电流密度为18.47 mA cm-2，开路电压为1.09 V，填充因子为70.67%。该工作发表在国际高水平材料期刊《Advanced Materials》上，impact factor：32.086。Adv. Mater. 2023, 2300302. doi: 10.1002/adma.202300302

以下为上述文章supporting information所展示的弯折仪超小弯折半径(2.5 mm)和多次循环弯折测试(60,000次)视频：

至今，已经有很多国内外科研单位和高新科技企业（包括大连理工大学、美国布朗大学、西北工业大学、北京大学、香港中文大学、厦门大学、华北电力大学、西安电子科技大学、五邑大学、深圳极展科技有限公司等）使用本公司的产品进行柔性器件的循环弯折、扭转、疲劳及性能测试，并成功在国际高水平杂志期刊上发表文章（包括Advanced Materials、Joule、Nano Energy、Energy & Environmental Science、Nature Communications等）。

使用本公司柔性器件循环弯曲测试系统所发表的论文：

	论文详情	合作单位
	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. Grätzel, 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	大连理工大学美国布朗大学
	2. 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	西北工业大学
	3. 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	大连理工大学
	4. 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	华北电力大学
	5. 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	西北工业大学

效果图

柔性器件循环弯曲测试系统

产品特点展示

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柔性器件循环弯曲测试系统

多功能模块化设计

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夹具型号及其模块化设计
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功能模式：弯曲，拉伸，扭转，复合运动
支持多通道测试：同一软件下控制和监测多台设备运行
支持力电信号同步测试：加载力，开路电压，电阻等信号与位移同步采集

夹具名称：	快速铰链式	通透式铰链式	超小弯曲半径	加宽超小弯曲半径
夹具型号：	PR-BDM-H1	PR-BDM-H2	PR-BDM-H3	PR-BDM-H4
夹具功能特点：	仅能夹住待测样品两端弯折区域为待测样品中间	待测样品能穿透夹具待弯折区域可自由调控端口处可接电极进行分析	可对折实现1mm弯曲半径	可对折实现1mm弯曲半径样品可穿透夹具
特殊支持：	可固定夹持方向支持水平拉伸运动		可固定夹持方向支持水平拉伸运动	可固定夹持方向支持水平拉伸运动
100系列弯曲半径特点：	最小弯曲半径 8mm 样品宽度最大60mm	最小弯曲半径 8mm 样品宽度最大60mm	最小弯曲半径 1mm 样片宽度最大20mm	最小弯曲半径 1mm 样品宽度最大50mm
所有型号及支援最大样品长度
80mm (宽≤60 mm) 160mm (宽≤60 mm) 360mm (宽≤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