專利名稱：光電化學(xué)太陽(yáng)電池測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光電化學(xué)太陽(yáng)電池的測(cè)試領(lǐng)域，尤其是一種光電化學(xué)太陽(yáng)電池測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
利用和轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能是解決世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的一條重要途徑。光電化學(xué)太陽(yáng)電池的突出的特點(diǎn)是材料制備工藝簡(jiǎn)單，即使應(yīng)用多晶半導(dǎo)體也可期望獲得有較高的能量轉(zhuǎn)換效率，可大大降低成本，增加大規(guī)模應(yīng)用的可能性，因此光電化學(xué)電池成為太陽(yáng)電池的一個(gè)重要研究方向。目前市場(chǎng)上成熟的太陽(yáng)電池光電性能測(cè)試儀器主要是針對(duì)硅電池的，測(cè)試項(xiàng)目包括兩種，一種是光譜性能檢測(cè)，另一種是Ι/v性能檢測(cè)。如圖I、圖2所示，這兩款儀器在測(cè)試光電化學(xué)太陽(yáng)電池時(shí)的不利之處在于I.兩種性能要分別在兩臺(tái)儀器上測(cè)試，不能在一臺(tái)儀器上同時(shí)完成，效率低且成本聞。2.不適合液性的光電化學(xué)太陽(yáng)電池測(cè)試。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可同時(shí)解決兩種測(cè)試要求的光電化學(xué)太陽(yáng)電池測(cè)試儀。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型光電化學(xué)太陽(yáng)電池測(cè)試儀，包括提供測(cè)試所需光輻射的光源、光路選擇器、單色器、太陽(yáng)模擬器光路、光功率測(cè)試器件、光電化學(xué)樣品池和電化學(xué)工作站，其中，光路選擇器將所述光源的光輻射分為兩路，第一路光進(jìn)入單色器轉(zhuǎn)換成單色光、第二路光進(jìn)入太陽(yáng)模擬器光路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)AM太陽(yáng)模擬光源，光電化學(xué)樣品池內(nèi)盛放有液性樣品，光功率測(cè)試器件和光電化學(xué)樣品池交互分別與所述單色光、標(biāo)準(zhǔn)AM太陽(yáng)模擬光源對(duì)準(zhǔn)，接收其光輻射并測(cè)量設(shè)定參數(shù)，光功率測(cè)試器件和光電化學(xué)樣品池均與電化學(xué)工作站連接，電化學(xué)工作站控制設(shè)定參數(shù)的測(cè)量并收集該設(shè)定參數(shù)。進(jìn)一步，所述光電化學(xué)樣品池內(nèi)放置有由三個(gè)電極構(gòu)成的三電極體系，該三個(gè)電極分別為工作電極，參比電極和輔助電極。進(jìn)一步，所述光路選擇器為半透半反鏡，其固定設(shè)置，所述光源的光輻射經(jīng)半透半反鏡透射后形成所述第一路光，所述光源的光輻射經(jīng)半透半反鏡反射后形成所述第二路光。進(jìn)一步，所述光路選擇器為反射鏡，該反射鏡的一側(cè)端活動(dòng)鉸接，反射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)避開(kāi)所述光源的直射，所述光源的光輻射直接射入所述單色器；反射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜設(shè)置，所述光源的光輻射經(jīng)反射鏡反射后射入所述太陽(yáng)模擬器光路。進(jìn)一步，所述光電化學(xué)樣品池和光功率測(cè)試器件設(shè)置在密閉的暗箱內(nèi)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于[0013]I.用一臺(tái)儀器同時(shí)解決了兩種測(cè)試要求，降低了測(cè)試成本。采用光電化學(xué)樣品池、三電極體系和電化學(xué)工作站，適合液結(jié)電池測(cè)試。

圖I為現(xiàn)有光譜特性測(cè)試儀器的示意圖；圖2為現(xiàn)有I/V特性測(cè)試儀器的示意圖；圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例I示意圖；圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例2示意圖；圖5為本實(shí)用新型的實(shí)施例3示意圖；圖6為本實(shí)用新型的實(shí)施例4示意圖。
具體實(shí)施方式
下面，參考附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的說(shuō)明，附圖中示出了本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例。然而，本實(shí)用新型可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例，從而使本實(shí)用新型全面和完整，并將本實(shí)用新型的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。為了易于說(shuō)明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，用于說(shuō)明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對(duì)于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語(yǔ)意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對(duì)說(shuō)明可相應(yīng)地解釋。本實(shí)用新型光電化學(xué)太陽(yáng)電池測(cè)試儀，包括提供測(cè)試所需光輻射的光源I、光路選擇器2、單色器3、太陽(yáng)模擬器光路4、光功率測(cè)試器件6、光電化學(xué)樣品池5和電化學(xué)工作站7，其中，光路選擇器2可選擇為固定設(shè)置的半透半反鏡或可折轉(zhuǎn)的反射鏡8，光電化學(xué)樣品池5和光功率測(cè)試器件6還可設(shè)置在密閉的暗箱9內(nèi)，在具體的裝置中，光路選擇器2的樣式、光電化學(xué)樣品池5和光功率測(cè)試器件6的安裝，均可進(jìn)行靈活選擇，以組合成多種結(jié)構(gòu)樣式的光電化學(xué)太陽(yáng)電池測(cè)試儀。實(shí)施例I如圖3所示為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，包括光源I，光路選擇器2，單色器3，太陽(yáng)模擬器光路4,光電化學(xué)樣品池5,光功率測(cè)試器件6,電化學(xué)工作站7。本實(shí)施例中，光路選擇器2選擇為半透半反鏡。在本實(shí)施例中，光源I發(fā)出的光可以透過(guò)半透半反鏡進(jìn)入單色器3成為單色光，同時(shí)還可以經(jīng)過(guò)半透半反鏡的反射進(jìn)入太陽(yáng)模擬光路4成為標(biāo)準(zhǔn)AM太陽(yáng)模擬光源。在測(cè)試時(shí)，半透半反鏡不動(dòng)，單色器3和太陽(yáng)模擬光路4的兩個(gè)出口同時(shí)都有光出射，可同時(shí)進(jìn)行光譜特性測(cè)試和I/V特性測(cè)試。具體方法為，測(cè)試I/V特性時(shí)，將光功率測(cè)試器件6移到太陽(yáng)模擬器光路4的光出口，讓光斑全部覆蓋光功率測(cè)試器件6的有效探測(cè)面，可以得到響應(yīng)電流值，該電流值反映了太陽(yáng)模擬光源的輻照度大小，通過(guò)調(diào)整光源I的輸出強(qiáng)度可以改變輻照度至所需值，然后將載有樣品溶液和三電極的光電化學(xué)樣品池移到太陽(yáng)模擬器光路4的光出口，通過(guò)電化學(xué)工作站得出I/V特性曲線等測(cè)量結(jié)果。測(cè)試光譜特性時(shí)，將單色器3設(shè)定在某個(gè)單色波長(zhǎng)上，將光功率測(cè)試器件6移到單色器3的光出口，讓光斑全部進(jìn)入光功率測(cè)試器件6的有效探測(cè)面，可以得到響應(yīng)電流，該響應(yīng)電流反應(yīng)了單色光的功率大小，再將載有樣品溶液和三電極的光電化學(xué)樣品池移到單色器3的光出口，通過(guò)電化學(xué)工作站得到響應(yīng)電流，從而計(jì)算得到樣品的光譜特性。實(shí)施例2如圖4所示為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，包括光源1，光路選擇器2，單色器3，太陽(yáng)模擬器光路4,光電化學(xué)樣品池5,光功率測(cè)試器件6,電化學(xué)工作站7。本實(shí)施例中，光路選擇器2選擇為可折轉(zhuǎn)的反射鏡8。本實(shí)施例與實(shí)施例I的不同之處是采用了一個(gè)可折轉(zhuǎn)的反射鏡8作為光路選擇器代替了實(shí)施例I中的半透半反鏡。當(dāng)可折轉(zhuǎn)的反射鏡8處于水平位置時(shí)，光源I發(fā)出的光可以直接進(jìn)入單色器3成為單色光，當(dāng)可折轉(zhuǎn)的反射鏡8處于傾斜位置時(shí)，光源I發(fā)出的光·經(jīng)過(guò)可折轉(zhuǎn)的反射鏡8的反射進(jìn)入太陽(yáng)模擬光路4成為標(biāo)準(zhǔn)AM太陽(yáng)模擬光源。在測(cè)試過(guò)程中，可折轉(zhuǎn)的反射鏡8需要根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目不同而改變位置，具體方法為，測(cè)試I/V特性時(shí)，需將可折轉(zhuǎn)的反射鏡8設(shè)置為傾斜位置，此時(shí)太陽(yáng)模擬器光路4的光出口有光出射，單色器3的光出口無(wú)光出射；測(cè)試光譜特性時(shí)，需將可折轉(zhuǎn)的反射鏡8設(shè)置為平行位置，此時(shí)太陽(yáng)模擬器光路4的光出口無(wú)光出射，單色器3的光出口有光出射。具體的測(cè)試方法與實(shí)施例I相同。實(shí)施例3此實(shí)施例是將實(shí)施例I中的光電化學(xué)樣品池5和光功率測(cè)試器件6放入一個(gè)密閉的暗箱9中，暗箱9可以將測(cè)試環(huán)境中的雜散光屏蔽掉，進(jìn)而避免雜散光對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，其他的具體結(jié)構(gòu)和實(shí)施辦法與實(shí)施例I相同。實(shí)施例4此實(shí)施例是將實(shí)施例2中的光電化學(xué)樣品池5和光功率測(cè)試器件6放入一個(gè)密閉的暗箱9中，暗箱9可以將測(cè)試環(huán)境中的雜散光屏蔽掉，進(jìn)而避免雜散光對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，其他的具體結(jié)構(gòu)和實(shí)施辦法與實(shí)施例2相同。
權(quán)利要求1.光電化學(xué)太陽(yáng)電池測(cè)試儀，其特征在于，該測(cè)試儀包括提供測(cè)試所需光輻射的光源、光路選擇器、單色器、太陽(yáng)模擬器光路、光功率測(cè)試器件、光電化學(xué)樣品池和電化學(xué)工作站，其中，光路選擇器將所述光源的光輻射分為兩路，第一路光進(jìn)入單色器轉(zhuǎn)換成單色光、第二路光進(jìn)入太陽(yáng)模擬器光路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)AM太陽(yáng)模擬光源，光電化學(xué)樣品池內(nèi)盛放有液性樣品，光功率測(cè)試器件和光電化學(xué)樣品池交互分別與所述單色光、標(biāo)準(zhǔn)AM太陽(yáng)模擬光源對(duì)準(zhǔn)，接收其光輻射并測(cè)量設(shè)定參數(shù)，光功率測(cè)試器件和光電化學(xué)樣品池均與電化學(xué)工作站連接，電化學(xué)工作站控制設(shè)定參數(shù)的測(cè)量并收集該設(shè)定參數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的光電化學(xué)太陽(yáng)電池測(cè)試儀，其特征在于，所述光電化學(xué)樣品池內(nèi)放置有由三個(gè)電極構(gòu)成的三電極體系，該三個(gè)電極分別為工作電極，參比電極和輔助電極。
3.如權(quán)利要求I所述的光電化學(xué)太陽(yáng)電池測(cè)試儀，其特征在于，所述光路選擇器為半透半反鏡，其固定設(shè)置，所述光源的光輻射經(jīng)半透半反鏡透射后形成所述第一路光，所述光 源的光輻射經(jīng)半透半反鏡反射后形成所述第二路光。
4.如權(quán)利要求I所述的光電化學(xué)太陽(yáng)電池測(cè)試儀，其特征在于，所述光路選擇器為反射鏡，該反射鏡的一側(cè)端活動(dòng)鉸接，反射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)避開(kāi)所述光源的直射，所述光源的光輻射直接射入所述單色器；反射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜設(shè)置，所述光源的光輻射經(jīng)反射鏡反射后射入所述太陽(yáng)模擬器光路。
5.如權(quán)利要求I所述的光電化學(xué)太陽(yáng)電池測(cè)試儀，其特征在于，所述光電化學(xué)樣品池和光功率測(cè)試器件設(shè)置在密閉的暗箱內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光電化學(xué)太陽(yáng)電池測(cè)試儀，包括提供測(cè)試所需光輻射的光源、光路選擇器、單色器、太陽(yáng)模擬器光路、光功率測(cè)試器件、光電化學(xué)樣品池和電化學(xué)工作站，其中，光路選擇器將所述光源的光輻射分為兩路，第一路光進(jìn)入單色器轉(zhuǎn)換成單色光、第二路光進(jìn)入太陽(yáng)模擬器光路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)AM太陽(yáng)模擬光源，光電化學(xué)樣品池內(nèi)盛放有液性樣品，光功率測(cè)試器件和光電化學(xué)樣品池交互分別與所述單色光、標(biāo)準(zhǔn)AM太陽(yáng)模擬光源對(duì)準(zhǔn)，接收其光輻射并測(cè)量設(shè)定參數(shù)，光功率測(cè)試器件和光電化學(xué)樣品池均與電化學(xué)工作站連接，電化學(xué)工作站控制設(shè)定參數(shù)的測(cè)量并收集該設(shè)定參數(shù)。本實(shí)用新型用一臺(tái)儀器同時(shí)解決了兩種測(cè)試要求，降低了測(cè)試成本，適合液結(jié)電池測(cè)試。
文檔編號(hào)G01R31/26GK202649396SQ20122023399
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者楊良 申請(qǐng)人:北京賽凡光電儀器有限公司