一種有機太陽能電池量子效率的測試固定裝置的製作方法

2023-05-26 04:54:07 1

本發明屬於太陽能電池的測試技術領域，尤其涉及一種有機太陽能電池量子效率的測試固定裝置。

背景技術：
太陽能作為一種可再生能源，以其取之不盡、用之不竭的、無汙染、廉價等優點越來越成為人們重視的焦點。近十幾年來在各種太陽能電池的開發研究歷程中，有機太陽能電池以其材料來源廣、製作成本低、耗能少、可彎曲、易於大規模生產等優勢一直在國內外各科研單位研究中佔據著重要的地位。相對簡單的製備工藝(如蒸鍍、旋轉塗膜、噴塗等)、低溫操作以及大面積製造、可使用柔性襯底等優勢使得有機太陽能電池在降低生產成本方面取得了巨大的進展，進一步提高了它在未來光伏電池實用化中的潛在應用價值。目前，在測試有機太陽能電池的量子效率時，傳統的測試方法一般都是用一夾具連接電池片的正電極，另一夾具連接電池片的負電極，通過從單色儀出射的單色光，分別照射在被測太陽能電池片與標準矽探測器上，然後測量它們的短路電流，再比較電流值的方法得到光譜響應度。通過計算機連接單色儀，數據採集設備，完成信號轉換和校準，來達到測試太陽能電池量子效率的目的。但是由於有機太陽能電池的負電極通常是通過熱蒸發的方法蒸鍍的金屬電極(通常是約100nm厚的鋁、金等)，另外在測試有機太陽能電池的量子效率時，要求金屬電極與測試夾具一定要緊密連接，否則容易造成電池的短路，影響器件光電性能的測試，所以對金屬電極的保護顯得尤為重要。另一方面，若要獲得較精確的量子效率值，需要對電池片的不同位置測試而取其平均值；對電池上不同點測試時，每次更換測試夾具與金屬電極的連接，需要重新調整電池與光源的聚焦，操作費時而且還很不方便，夾具與金屬電極的頻繁更換連接也會增加對金屬電極破壞的機率。因此，有必要發明設計一種新的測試固定裝置來解決上述問題。

技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種方便且精確測試有機太陽能電池量子效率的固定裝置，該裝置具有使待測電池片與導電柱緊密接觸的功能，同時也能防止測試過程中夾具對電極的破壞；其結構簡單、設計合理、實用價值高、成本低和使用方便等優點，使其特別適用於有機太陽能電池量子效率的測試。為實現以上發明的目的，本發明採用下述技術方案：一種有機太陽能電池量子效率的測試固定裝置，包含基板、導電柱、管腳、固定片；基板上設有相應的固定孔，基板中央上設有凹槽。作為本發明的進一步改進，基板的中央位置設有凹槽，凹槽的大小和電池的尺寸相對應，凹槽內設有導電棒，凹槽的結構增加了調節待測電池片與光源之間聚焦的靈活性。作為本發明的進一步改進，測試時，待測電池片放置於基板上的凹槽中，待測電池片的正負電極分別與導電棒一一對應放置。作為本發明的進一步改進，所述螺栓穿過固定片放置在固定孔中，通過螺母調節固定片的高度，固定片的前端將待測電池片和導電棒緊密連接。本發明的有益效果是結構簡單、設計合理，最大限度地減少測試中對極其薄的金屬電極的損傷；調換電極方便、聚焦靈活、使得測試有機太陽能電池的量子效率變為精確與省時。附圖說明圖1是本發明的太陽能電池量子效率的測試固定裝置的主視圖。圖2是本發明的太陽能電池量子效率的測試固定裝置的固定部件。圖3是本發明的太陽能電池量子效率的測試固定裝置的俯視圖(含待測電池片)。附圖標記說明：1-基板；2-凹槽；3-第一導電棒；4-第二導電棒；5-第三導電棒；6-第四導電棒；7-第五導電棒；8-第六導電棒；9-第七導電棒；10-第一固定孔；11-第二固定孔；12-螺栓；13-固定片；14-圓孔；15-固定片的前端；16-待測電池片；17-第一螺母；18-第二螺母；19-刻蝕掉ITO後的玻璃的左邊區域；20-待測電池片留有ITO玻璃的襯底區域；21-刻蝕掉ITO後的玻璃的右邊區域；3′-第一管腳；4′-第二管腳；5′-第三管腳；6′-第四管腳；7′-第五管腳；8′-第六管腳；9′-第七管腳；3″-ITO正電極；4″-第一負電極；5″-第二負電極；6″-第三負電極；7″-第四負電極；8″-第五負電極；9″-第六負電極。具體實施方式：在本發明的描述中，需要理解的是，術語「上部」、「下部」、「前端」、「後端」、「左端」、「右端」、「前側」、「後側」、「左側面」、「前側面」、「後側面」、「左前端」、「右後端」、「中央」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。因此，限定有「第一」、「第二」等的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多該特徵。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。如圖1、圖2及圖3展示了本發明的太陽能電池量子效率的測試固定裝置的主視圖、固定部件、俯視圖。所述太陽能電池量子效率的測試固定裝置包括基板1、凹槽2，第一固定孔10和第二固定孔11分別設置在基板1的左端和右端，第一導電棒3固定於凹槽2上部的左端，第二導電棒4、第三導電棒5和第四導電棒6分別均勻固定在凹槽2上部的後端，第五導電棒7、第六導電棒8和第七導電棒9分別均勻固定在凹槽2上部的前端，第一管腳3′的一端與導電棒3相連，第一管腳3′的另一端則從基板1下部的左側面引出，第二管腳4′、第三管腳5′和第四管腳6′的一端分別與第二導電棒4、第三導電棒5和第四導電棒6相連，第二管腳4′、第三管腳5′和第四管腳6′的另一端則從基板1下部的後側面引出；第五管腳7′、第六管腳8′和第七管腳9′的一端分別與第五導電棒7、第六導電棒8和第七導電棒9相連，第五管腳7′、第六管腳8′和第七管腳9′的另一端則從基板1下部的前側面引出。在具體測試過程中，將待測電池片16放入凹槽2中，電池片帶有金屬負電極的一面朝下放置，使電池片16的ITO正電極3″與第一導電棒3接觸；第二導電棒4，第三導電棒5，第四導電棒6，第五導電棒7，第六導電棒8，第七導電棒9分別與待測電池片16的第一負電極4″、第二負電極5″、第三負電極6″、第四負電極7″、第五負電極8″、第六負電極9″對應接觸。一對螺栓12分別放入第一固定孔10和第二固定孔11中，一對固定片13的圓孔14分別套在一對螺栓12上，一對固定片13的前端15分別壓住待測電池片16的左前端和右後端，第一螺母17和第二螺母18分別套在一對螺栓12上，通過第一螺母17和第二螺母18來調節待測電池片16的高度，達到待測電池片16的ITO正電極3″與第一導電棒3緊密接觸，以及待測電池片16的第一負電極4″、第二負電極5″、第三負電極6″、第四負電極7″、第五負電極8″、第六負電極9″分別與第二導電棒4、第三導電棒5、第四導電棒6、第五導電棒7、第六導電棒8、第七導電棒9緊密接觸的目的。測試時，第一管腳3′與測試夾具的正電極連接，第二管腳4′，第三管腳5′，第四管腳6′，第五管腳7′，第六管腳8′，第七管腳9′依次與測試夾具的負電極連接。本發明作為太陽能電池量子效率的測試固定裝置，如圖1和圖3所示，所述基板1的長度和寬度均為10cm，高度為8cm；凹槽2的長度和寬度均為2.6cm，深度為4cm；導電棒3-9在凹槽2中露出部分的高度為2.8cm；待測電池片16的厚度為1.1cm，長度和寬度均為2.5cm。待測電池片16是採用ITO玻璃作為電池的活性層材料的襯底，如圖3所示，待測電池片16的中央區域20為留有ITO薄膜的襯底部分；而區域19和21為刻蝕掉ITO薄膜後的玻璃部分；電池的活性層通過旋塗或者蒸鍍等方法覆蓋除了區域3″(預留的ITO正電極)的剩餘區域；圖3中的第一負電極4″、第二負電極5″、第三負電極6″、第四負電極7″、第五負電極8″、第六負電極9″六個電極為通過真空蒸鍍的方法在電池片活性層16的上面鍍上金屬電極(通常為約100nm厚的金、鋁等材料)；測試時，待測電池片16放在凹槽2中的導電棒3-9上，帶有金屬負電極的一面朝下放置。其中，第一導電棒3與待測電池片16的ITO正電極3″接觸；第二導電棒4，第三導電棒5，第四導電棒6，第五導電棒7，第六導電棒8，第七導電棒9分別與待測電池片16的第一負電極4″、第二負電極5″、第三負電極6″、第四負電極7″、第五負電極8″、第六負電極9″接觸；其中第一管腳3′與測試夾具的正電極連接，第二管腳4′，第三管腳5′，第四管腳6′，第五管腳7′，第六管腳8′，第七管腳9′依次與測試夾具的負電極連接。從單色儀出射的單色光，分別照射在被測太陽能電池片16與標準矽探測器上，然後測量它們的短路電流，再比較電流值的方法得到光譜響應度。通過計算機連接單色儀，數據採集設備，完成信號轉換和校準，來達到測試太陽能電池量子效率的目的。本發明中所述的基板1和固定片13，材料均採用的是聚四氟乙烯；導電棒3-9以及對應的管腳3′-9′材料採用的是純銅，其相對較軟的特點保證了測試過程中待測電池片16的相對較薄的金屬負電極4″-9″受到儘量小的擠壓損傷。本發明中所述的凹槽2上共安裝有與電池片負電極接觸的6個導電棒，保證了實際的測試中對電池片的不同位置測試而取其平均值的需要，當然也可根據實際需要來調整導電棒的數量，來保證待測電池片的量子效率數據的精確度和可靠性，而且本發明設計的導電棒-管腳的設計也節約了測試的時間。綜上所述，以上僅為本發明的一例而已，可以就不同的待測電池片的類型而設計相應的尺寸，凡是依本發明權利要求書和說明書內容所作的等效修改，均屬於本發明專利涵蓋的範圍內。