專利名稱：一種太陽能電池量子效率的直流測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種太陽能電池量子效率的直流測量裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能電池生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其是太陽能電池量子效率的測試裝置。背景技術(shù)：
隨著能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)日益突出，保護(hù)生態(tài)環(huán)境逐漸受到人們的重視。目前，加 快開發(fā)與利用太陽能等可再生能源已經(jīng)成為國際共識。近年來，太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)增長 迅速，研發(fā)高性能太陽能電池已成為重中之重。衡量太陽能電池質(zhì)量的好壞，最關(guān)鍵的指標(biāo) 是光電轉(zhuǎn)換效率。要獲得太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率就需要測量太陽能電池在不同波長單色 光下的量子效率。太陽能電池的量子效率的測量是用一定強(qiáng)度的單色光照射太陽能電池， 測量此時(shí)太陽能電池的短路電流，然后依次改變單色光的波長，再重復(fù)測量從而得到在各 個(gè)波長下的短路電流，由此反映出太陽能電池在不同波長下的光電轉(zhuǎn)換效率。太陽能電池的量子效率是指太陽能電池產(chǎn)生的電子-空穴對數(shù)目與照射在太陽 能電池表面的光子數(shù)目的比率，它與照射在太陽能電池表面的各個(gè)波長光的響應(yīng)有關(guān)?？?觀表征太陽能電池的量子效率對于太陽能電池的研究尤為重要，它是衡量太陽能電池光電 轉(zhuǎn)換效率最重要的參數(shù)之一。由于量子效率的測量可以得到太陽能電池對太陽光的波長響應(yīng)范圍，可以區(qū)分出 不同波段的光對太陽能電池短路電流的貢獻(xiàn)，因此它可以幫助辨認(rèn)出太陽能電池對不同波 長光的量子產(chǎn)額，對太陽能電池性能的改進(jìn)有指導(dǎo)作用。對于太陽能電池，在太陽光譜組成 分布較強(qiáng)的光譜位置上具有最好的光譜響應(yīng)是極其重要的，所以，太陽能電池量子效率測 試在太陽能電池材料研究和太陽能電池設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵。目前，太陽能電池量子效率的常規(guī)測試方法有兩種，第一種是比較法，第二種是分 步測量法。采用比較法測試太陽能電池量子效率的裝置如

圖1所示它包括光源1、聚焦透鏡 2、濾光片3、單色儀4、準(zhǔn)直透鏡5、樣品架6、標(biāo)準(zhǔn)樣品7、待測太陽能電池8、電流放大器9 和計(jì)算機(jī)10，聚焦透鏡2和濾光片3設(shè)置在封閉倉11內(nèi)，樣品架6安裝在樣品室12內(nèi)，標(biāo) 準(zhǔn)樣品7鑲嵌在樣品架6上，先測量標(biāo)準(zhǔn)樣品7在單色儀4分光后的單色光光照條件下的 短路電流，然后，將待測太陽能電池8安裝在樣品架6上，使之擋住標(biāo)準(zhǔn)樣品7，再測量待測 太陽能電池8的短路電流，由于標(biāo)準(zhǔn)樣品7的量子效率參數(shù)是已知的，它由權(quán)威測量機(jī)構(gòu)中 國計(jì)量院進(jìn)行標(biāo)定，因此只要將先后獲得的短路電流做比較，就能得出待測太陽能電池的 量子效率。采用比較法測試太陽能電池量子效率的現(xiàn)有儀器存在如下缺陷1)由于需要先后測試標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測太陽能電池的短路電流，而在測量過程中外 界因素是不穩(wěn)定的例如環(huán)境溫度，濕度、雜散光、噪音、地面震動等，特別是光源功率、光譜 穩(wěn)定性不夠，因此會導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。2)標(biāo)準(zhǔn)樣品在使用一段時(shí)間后，其量子效率也會有漂移，需要重新校準(zhǔn)，否則，也 會導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)確。[0010]采用分步測量法測試太陽能電池量子效率的現(xiàn)有裝置如圖2所示包括光源1、聚 焦透鏡2、濾光片3、單色儀4、準(zhǔn)直透鏡5、樣品架6、光強(qiáng)探測器14、待測太陽能電池8、電 流放大器9和計(jì)算機(jī)10，聚焦透鏡2和濾光片3設(shè)置在封閉倉11內(nèi)，樣品架6安裝在樣品 室12內(nèi)，光強(qiáng)探測器14鑲嵌在樣品架6上，先使用光強(qiáng)探測器14測試單色儀4在各波長 下射出的光強(qiáng)Pinl，然后將待測太陽能電池8安裝在樣品架6上，使之擋住光強(qiáng)探測器14， 測量待測太陽能電池8在相同波長的光照下所產(chǎn)生的短路電流Is。，然后，通過計(jì)算公式
權(quán)利要求1.一種太陽能電池量子效率的直流測量裝置，它包括光源(1)、聚焦透鏡O)、濾光片 (3)、單色儀(4)、準(zhǔn)直透鏡(5)、樣品架(6)、待測太陽能電池(8)、光強(qiáng)探測器(14)、電流放 大器(9)和計(jì)算機(jī)(10)，聚焦透鏡( 和濾光片C3)放置在封閉倉(11)內(nèi)，樣品架(6)、待 測太陽能電池⑶和光強(qiáng)探測器(14)均設(shè)置在樣品室(12)內(nèi)，光源(1)、封閉倉(11)、單 色儀G)、準(zhǔn)直透鏡(5)和樣品室(12)依次連接，單色儀⑷和電流放大器(9)與計(jì)算機(jī) (10)電連接，其特征是在樣品室(12)內(nèi)還設(shè)有分束鏡(13)，待測太陽能電池⑶安裝在 樣品架(6)上，且待測太陽能電池(8)和光強(qiáng)探測器(14)相對于分束鏡(1 垂直分布，光 強(qiáng)探測器(14)與計(jì)算機(jī)(10)電連接，待測太陽能電池⑶與電流放大器(9)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種太陽能電池量子效率的直流測量裝置，其特征是所述聚 焦透鏡O)為石英聚焦透鏡，在樣品架(6)內(nèi)設(shè)有電子控溫裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種太陽能電池量子效率的直流測量裝置，其特征是所述樣 品室(12)為由吸光材料做成的暗室。
專利摘要一種太陽能電池量子效率的直流測量裝置，包括光源、聚焦透鏡、濾光片、單色儀、準(zhǔn)直透鏡、分束鏡、樣品架、待測太陽能電池、光強(qiáng)探測器、電流放大器和計(jì)算機(jī)，待測太陽能電池安裝在樣品架上，待測太陽能電池和光強(qiáng)探測器相對于分束鏡垂直分布，光源、封閉倉、單色儀、準(zhǔn)直透鏡和樣品室依次連接，單色儀和光強(qiáng)探測器與計(jì)算機(jī)電連接，待測太陽能電池產(chǎn)生的短路電流信號輸入電流放大器后與計(jì)算機(jī)電連接，它能利用同束光源同時(shí)獲得光強(qiáng)探測器所檢測到的光強(qiáng)Pin1和待測太陽能電池產(chǎn)生的短路電流Isc，消除了外界環(huán)境因素對測試結(jié)果產(chǎn)生的影響，能更客觀的反映被測太陽能電池的量子效率，提高了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
文檔編號G01R31/265GK201828643SQ20102023834
公開日2011年5月11日 申請日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者魏慎金 申請人:常州億晶光電科技有限公司