。
[0023]電子束發(fā)射裝置20位于可加熱承載臺(tái)10的上方，其用于發(fā)射電子束對(duì)固定在承載基臺(tái)11上的待測(cè)試的太陽能電池材料結(jié)構(gòu)60的表面進(jìn)行線掃描，其中，掃描長度(其指的是電子束在太陽能電池材料結(jié)構(gòu)60的表面行走的一段距離)在50?10um之間。如此，當(dāng)電子束入射到太陽能電池材料結(jié)構(gòu)60的表面時(shí)，半導(dǎo)體處于非平衡狀態(tài)，產(chǎn)生非平衡載流子，即電子空穴對(duì)。通常所說的非平衡載流子都指的是非平衡少數(shù)載流子，這是因?yàn)榉瞧胶馍贁?shù)載流子的濃度可以比平衡的少數(shù)載流子濃度大的多，它們的影響是不可忽略的。產(chǎn)生的非平衡載流子并不是立即全部消失，而是有一個(gè)過程，它們?cè)趯?dǎo)帶和價(jià)帶中有一定的生存時(shí)間。這些非平衡載流子會(huì)由濃度高的位置向濃度低的位置擴(kuò)散，但并不會(huì)無限制的進(jìn)行擴(kuò)散，最終這些非平衡載流子會(huì)與體材料的多子進(jìn)行復(fù)合，進(jìn)而發(fā)射光子，即產(chǎn)生光信號(hào)。換句話說，這種復(fù)合也就是處于激發(fā)態(tài)的非平衡載流子向較低的能級(jí)躍遷，例如，導(dǎo)帶的電子躍遷到價(jià)帶，與價(jià)帶的空穴復(fù)合，并伴隨著發(fā)射光子。
[0024]光電轉(zhuǎn)換裝置30用于采集待測(cè)試的太陽能電池材料結(jié)構(gòu)60的表面經(jīng)過電子束發(fā)射裝置20發(fā)射的電子束掃描激發(fā)后產(chǎn)生的光，并將采集的光的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。為此，光電轉(zhuǎn)換裝置30包括:平行光轉(zhuǎn)換器件31可例如是內(nèi)壁鍍制有反射膜的拋物型反射鏡，其設(shè)置在可加熱承載臺(tái)10與電子束發(fā)射裝置20之間，用于將待測(cè)試的太陽能電池60的表面經(jīng)過電子束發(fā)射裝置20發(fā)射的電子束掃描激發(fā)后產(chǎn)生的光轉(zhuǎn)換為平行光；光學(xué)透鏡32可例如是凸透鏡，其用于將平行光轉(zhuǎn)換器件31轉(zhuǎn)換成的平行光聚焦為聚焦光；圖像傳感器33可例如是電荷耦合器件(CCD)，其設(shè)置在光學(xué)透鏡32的焦點(diǎn)位置處，用于接收經(jīng)光學(xué)透鏡32聚焦后的光，并將接收的聚焦后的光的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。此外，為了將平行光轉(zhuǎn)換器件31轉(zhuǎn)換成的平行光中的雜散光過濾掉，光電轉(zhuǎn)換裝置30進(jìn)一步包括設(shè)置在光學(xué)透鏡32與圖像傳感器33之間的濾波器34。
[0025]計(jì)算處理裝置40用于接收光電轉(zhuǎn)換裝置30的圖像傳感器33產(chǎn)生的電信號(hào)，并采用現(xiàn)有技術(shù)的計(jì)算方法對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，從而獲得待測(cè)試的太陽能電池60的擴(kuò)散長度。
[0026]此外，為了對(duì)電子束發(fā)射裝置20發(fā)射的電子束進(jìn)行會(huì)聚，以使入射到太陽能電池材料結(jié)構(gòu)60的表面的電子束的光斑直徑盡量小，從而更好地會(huì)聚電子束的能量，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的太陽能電池的測(cè)試設(shè)備進(jìn)一步包括設(shè)置在電子束發(fā)射裝置20下方的電磁透鏡50，用于對(duì)電子束發(fā)射裝置20發(fā)射的電子束進(jìn)行光斑會(huì)聚。
[0027]此外，為了使的電子書發(fā)射裝置20發(fā)射的電子束能夠到達(dá)太陽能電池材料結(jié)構(gòu)60的表面，在平行光轉(zhuǎn)換器件31的頂部(即正對(duì)電子束的位置)開設(shè)有通孔311，所述電子束通過通孔311到達(dá)太陽能電池材料結(jié)構(gòu)60的表面，進(jìn)而對(duì)太陽能電池材料結(jié)構(gòu)60的表面進(jìn)行掃描。
[0028]此外，由于電子束發(fā)射裝置20發(fā)射的電子束在大氣中受空氣分子的散射作為，會(huì)極大地減少電子束的壽命，因此，為了延長電子束發(fā)射裝置20發(fā)射的電子束的壽命,可將可加熱承載臺(tái)10、太陽能電池材料結(jié)構(gòu)60、電子束發(fā)射裝置20、電磁透鏡50以及平行光轉(zhuǎn)換器件31設(shè)置在真空狀態(tài)下；或者將根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的太陽能電池的測(cè)試設(shè)備整體設(shè)置在真空狀態(tài)下。
[0029]此外，需要說明的是，在本實(shí)施例中，光、光子、光信號(hào)、光的信號(hào)表達(dá)相同的意思。
[0030]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的太陽能電池的測(cè)試設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且在測(cè)試過程中無需使待測(cè)試的太陽能電池制備電極，也無需使待測(cè)試的太陽能電池的側(cè)面面對(duì)電子束發(fā)射裝置，從而使得測(cè)試準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)化，方便操作。此外，由于電子束具有一定的能量，可以穿透一定厚度的材料，既可以入射到到太陽能電池的單層材料的表面直接在其體材料上產(chǎn)生非平衡載流子，也可以穿透到太陽能電池的PN異質(zhì)結(jié)中的阱材料，能夠更大限度地簡(jiǎn)化其溫度高于室溫的太陽能電池的擴(kuò)散長度的測(cè)試。
[0031]雖然已經(jīng)參照特定實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解:在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在此進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽能電池的測(cè)試設(shè)備，其特征在于，包括: 可控溫承載臺(tái)，用于承載待測(cè)試的太陽能電池，并將待測(cè)試的太陽能電池的溫度保持在一預(yù)定溫度； 電子束發(fā)射裝置，位于可加熱承載臺(tái)的上方，用于發(fā)射電子束對(duì)待測(cè)試的太陽能電池的表面進(jìn)行掃描； 光電轉(zhuǎn)換裝置，設(shè)置于可加熱承載臺(tái)與電子束發(fā)射裝置之間，用于采集待測(cè)試的太陽能電池的表面經(jīng)過所述電子束激發(fā)后產(chǎn)生的光信號(hào)，并將采集的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；計(jì)算處理裝置，用于接收光電轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生的電信號(hào)，并對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，獲得待測(cè)試的太陽能電池的擴(kuò)散長度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試設(shè)備，其特征在于，還包括: 電磁透鏡，位于電子束發(fā)射裝置的下方，用于對(duì)電子束發(fā)射裝置發(fā)射的電子束進(jìn)行會(huì)聚。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括: 平行光轉(zhuǎn)換器件，用于將待測(cè)試的太陽能電池的表面經(jīng)過所述電子束激發(fā)后產(chǎn)生的光轉(zhuǎn)換為平行光； 光學(xué)透鏡，用于對(duì)所述平行光進(jìn)行聚焦； 圖像傳感器，設(shè)置在光學(xué)透鏡的焦點(diǎn)處，用于接收經(jīng)光學(xué)透鏡聚焦后的光，并將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述平行光轉(zhuǎn)換器件的頂部設(shè)有通孔，其中，所述電子束通過所述通孔對(duì)待測(cè)試的太陽能電池的表面進(jìn)行掃描。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換裝置還包括:濾光器，設(shè)置在光學(xué)透鏡與圖像傳感器之間。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述可加熱承載臺(tái)、所述待測(cè)試的太陽能電池、所述電子束發(fā)射裝置、所述電磁透鏡以及所述平行光轉(zhuǎn)換器件被設(shè)置于真空中。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述測(cè)試設(shè)備被設(shè)置于真空中。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述可加熱承載臺(tái)包括: 承載基臺(tái)，用于承載待測(cè)試的太陽能電池； 溫度控制器，設(shè)置在承載基臺(tái)之內(nèi)，用于將承載在承載基臺(tái)上的待測(cè)試的太陽能電池保持在所述預(yù)定溫度。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種太陽能電池的測(cè)試設(shè)備，包括：可控溫承載臺(tái)，用于承載待測(cè)試的太陽能電池，并將待測(cè)試的太陽能電池的溫度保持在一預(yù)定溫度；電子束發(fā)射裝置，位于可加熱承載臺(tái)的上方，用于發(fā)射電子束對(duì)待測(cè)試的太陽能電池的表面進(jìn)行掃描；光電轉(zhuǎn)換裝置，設(shè)置于可加熱承載臺(tái)與電子束發(fā)射裝置之間，用于采集待測(cè)試的太陽能電池的表面經(jīng)過所述電子束激發(fā)后產(chǎn)生的光信號(hào)，并將采集的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；計(jì)算處理裝置，用于接收光電轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生的電信號(hào)，并對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，獲得待測(cè)試的太陽能電池的擴(kuò)散長度。本發(fā)明的太陽能電池的測(cè)試設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
【IPC分類】H02S50/10
【公開號(hào)】CN105099365
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410205739
【發(fā)明人】代盼, 陸書龍, 季蓮, 譚明, 吳淵淵, 楊輝
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2014年5月15日