CN103424575B - 一种有机太阳能电池量子效率的测试固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机太阳能电池量子效率的测试固定装置，包括基板、凹槽、导电柱、管脚、固定组件等主要部件，固定组件将待测电池片固定于基板上的凹槽，使电池的正负电极分别与导电棒紧密接触。上述的导电柱均匀置于基板中，具有连接待测电池的电极和管脚的功能。本发明设计的固定装置可使电池的电极固定并与底座的管脚相连，一方面可以使电极与导电柱形成良好的接触，另外也防止测试过程中夹具对金属负电极的破坏。因此，有机太阳能电池量子效率的测试变得方便与省时。其结构简单，安装测试方便，价格低廉，特别适合有机太阳能电池的EQE，C‑V测试所用。

Description

一种有机太阳能电池量子效率的测试固定装置

技术领域

本发明属于太阳能电池的测试技术领域，尤其涉及一种有机太阳能电池量子效率的测试固定装置。

背景技术

太阳能作为一种可再生能源，以其取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价等优点越来越成为人们重视的焦点。近十几年来在各种太阳能电池的开发研究历程中，有机太阳能电池以其材料来源广、制作成本低、耗能少、可弯曲、易于大规模生产等优势一直在国内外各科研单位研究中占据着重要的地位。相对简单的制备工艺(如蒸镀、旋转涂膜、喷涂等)、低温操作以及大面积制造、可使用柔性衬底等优势使得有机太阳能电池在降低生产成本方面取得了巨大的进展，进一步提高了它在未来光伏电池实用化中的潜在应用价值。

目前，在测试有机太阳能电池的量子效率时，传统的测试方法一般都是用一夹具连接电池片的正电极，另一夹具连接电池片的负电极，通过从单色仪出射的单色光，分别照射在被测太阳能电池片与标准硅探测器上，然后测量它们的短路电流，再比较电流值的方法得到光谱响应度。通过计算机连接单色仪，数据采集设备，完成信号转换和校准，来达到测试太阳能电池量子效率的目的。

但是由于有机太阳能电池的负电极通常是通过热蒸发的方法蒸镀的金属电极(通常是约100nm厚的铝、金等)，另外在测试有机太阳能电池的量子效率时，要求金属电极与测试夹具一定要紧密连接，否则容易造成电池的短路，影响器件光电性能的测试，所以对金属电极的保护显得尤为重要。另一方面，若要获得较精确的量子效率值，需要对电池片的不同位置测试而取其平均值；对电池上不同点测试时，每次更换测试夹具与金属电极的连接，需要重新调整电池与光源的聚焦，操作费时而且还很不方便，夹具与金属电极的频繁更换连接也会增加对金属电极破坏的几率。因此，有必要发明设计一种新的测试固定装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方便且精确测试有机太阳能电池量子效率的固定装置，该装置具有使待测电池片与导电柱紧密接触的功能，同时也能防止测试过程中夹具对电极的破坏；其结构简单、设计合理、实用价值高、成本低和使用方便等优点，使其特别适用于有机太阳能电池量子效率的测试。

为实现以上发明的目的，本发明采用下述技术方案：一种有机太阳能电池量子效率的测试固定装置，包含基板、导电柱、管脚、固定片；基板上设有相应的固定孔，基板中央上设有凹槽。

作为本发明的进一步改进，基板的中央位置设有凹槽，凹槽的大小和电池的尺寸相对应，凹槽内设有导电棒，凹槽的结构增加了调节待测电池片与光源之间聚焦的灵活性。

作为本发明的进一步改进，测试时，待测电池片放置于基板上的凹槽中，待测电池片的正负电极分别与导电棒一一对应放置。

作为本发明的进一步改进，所述螺栓穿过固定片放置在固定孔中，通过螺母调节固定片的高度，固定片的前端将待测电池片和导电棒紧密连接。

本发明的有益效果是结构简单、设计合理，最大限度地减少测试中对极其薄的金属电极的损伤；调换电极方便、聚焦灵活、使得测试有机太阳能电池的量子效率变为精确与省时。

附图说明

图1是本发明的太阳能电池量子效率的测试固定装置的主视图。

图2是本发明的太阳能电池量子效率的测试固定装置的固定部件。

图3是本发明的太阳能电池量子效率的测试固定装置的俯视图(含待测电池片)。

附图标记说明：

1-基板；2-凹槽；3-第一导电棒；4-第二导电棒；5-第三导电棒；6-第四导电棒；7-第五导电棒；8-第六导电棒；9-第七导电棒；10-第一固定孔；11-第二固定孔；12-螺栓；13-固定片；14-圆孔；15-固定片的前端；16-待测电池片；17-第一螺母；18-第二螺母；19-刻蚀掉ITO后的玻璃的左边区域；20-待测电池片留有ITO玻璃的衬底区域；21-刻蚀掉ITO后的玻璃的右边区域；3′-第一管脚；4′-第二管脚；5′-第三管脚；6′-第四管脚；7′-第五管脚；8′-第六管脚；9′-第七管脚；3″-ITO正电极；4″-第一负电极；5″-第二负电极；6″-第三负电极；7″-第四负电极；8″-第五负电极；9″-第六负电极。

具体实施方式：

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上部”、“下部”、“前端”、“后端”、“左端”、“右端”、“前侧”、“后侧”、“左侧面”、“前侧面”、“后侧面”、“左前端”、“右后端”、“中央”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1、图2及图3展示了本发明的太阳能电池量子效率的测试固定装置的主视图、固定部件、俯视图。所述太阳能电池量子效率的测试固定装置包括基板1、凹槽2，第一固定孔10和第二固定孔11分别设置在基板1的左端和右端，第一导电棒3固定于凹槽2上部的左端，第二导电棒4、第三导电棒5和第四导电棒6分别均匀固定在凹槽2上部的后端，第五导电棒7、第六导电棒8和第七导电棒9分别均匀固定在凹槽2上部的前端，第一管脚3′的一端与导电棒3相连，第一管脚3′的另一端则从基板1下部的左侧面引出，第二管脚4′、第三管脚5′和第四管脚6′的一端分别与第二导电棒4、第三导电棒5和第四导电棒6相连，第二管脚4′、第三管脚5′和第四管脚6′的另一端则从基板1下部的后侧面引出；第五管脚7′、第六管脚8′和第七管脚9′的一端分别与第五导电棒7、第六导电棒8和第七导电棒9相连，第五管脚7′、第六管脚8′和第七管脚9′的另一端则从基板1下部的前侧面引出。在具体测试过程中，将待测电池片16放入凹槽2中，电池片带有金属负电极的一面朝下放置，使电池片16的ITO正电极3″与第一导电棒3接触；第二导电棒4，第三导电棒5，第四导电棒6，第五导电棒7，第六导电棒8，第七导电棒9分别与待测电池片16的第一负电极4″、第二负电极5″、第三负电极6″、第四负电极7″、第五负电极8″、第六负电极9″对应接触。一对螺栓12分别放入第一固定孔10和第二固定孔11中，一对固定片13的圆孔14分别套在一对螺栓12上，一对固定片13的前端15分别压住待测电池片16的左前端和右后端，第一螺母17和第二螺母18分别套在一对螺栓12上，通过第一螺母17和第二螺母18来调节待测电池片16的高度，达到待测电池片16的ITO正电极3″与第一导电棒3紧密接触，以及待测电池片16的第一负电极4″、第二负电极5″、第三负电极6″、第四负电极7″、第五负电极8″、第六负电极9″分别与第二导电棒4、第三导电棒5、第四导电棒6、第五导电棒7、第六导电棒8、第七导电棒9紧密接触的目的。测试时，第一管脚3′与测试夹具的正电极连接，第二管脚4′，第三管脚5′，第四管脚6′，第五管脚7′，第六管脚8′，第七管脚9′依次与测试夹具的负电极连接。

本发明作为太阳能电池量子效率的测试固定装置，如图1和图3所示，所述基板1的长度和宽度均为10cm，高度为8cm；凹槽2的长度和宽度均为2.6cm，深度为4cm；导电棒3-9在凹槽2中露出部分的高度为2.8cm；待测电池片16的厚度为1.1cm，长度和宽度均为2.5cm。待测电池片16是采用ITO玻璃作为电池的活性层材料的衬底，如图3所示，待测电池片16的中央区域20为留有ITO薄膜的衬底部分；而区域19和21为刻蚀掉ITO薄膜后的玻璃部分；电池的活性层通过旋涂或者蒸镀等方法覆盖除了区域3″(预留的ITO正电极)的剩余区域；图3中的第一负电极4″、第二负电极5″、第三负电极6″、第四负电极7″、第五负电极8″、第六负电极9″六个电极为通过真空蒸镀的方法在电池片活性层16的上面镀上金属电极(通常为约100nm厚的金、铝等材料)；测试时，待测电池片16放在凹槽2中的导电棒3-9上，带有金属负电极的一面朝下放置。其中，第一导电棒3与待测电池片16的ITO正电极3″接触；第二导电棒4，第三导电棒5，第四导电棒6，第五导电棒7，第六导电棒8，第七导电棒9分别与待测电池片16的第一负电极4″、第二负电极5″、第三负电极6″、第四负电极7″、第五负电极8″、第六负电极9″接触；其中第一管脚3′与测试夹具的正电极连接，第二管脚4′，第三管脚5′，第四管脚6′，第五管脚7′，第六管脚8′，第七管脚9′依次与测试夹具的负电极连接。从单色仪出射的单色光，分别照射在被测太阳能电池片16与标准硅探测器上，然后测量它们的短路电流，再比较电流值的方法得到光谱响应度。通过计算机连接单色仪，数据采集设备，完成信号转换和校准，来达到测试太阳能电池量子效率的目的。

本发明中所述的基板1和固定片13，材料均采用的是聚四氟乙烯；导电棒3-9以及对应的管脚3′-9′材料采用的是纯铜，其相对较软的特点保证了测试过程中待测电池片16的相对较薄的金属负电极4″-9″受到尽量小的挤压损伤。

本发明中所述的凹槽2上共安装有与电池片负电极接触的6个导电棒，保证了实际的测试中对电池片的不同位置测试而取其平均值的需要，当然也可根据实际需要来调整导电棒的数量，来保证待测电池片的量子效率数据的精确度和可靠性，而且本发明设计的导电棒-管脚的设计也节约了测试的时间。

综上所述，以上仅为本发明的一例而已，可以就不同的待测电池片的类型而设计相应的尺寸，凡是依本发明权利要求书和说明书内容所作的等效修改，均属于本发明专利涵盖的范围内。

Claims (4)

1.一种有机太阳能电池量子效率的测试固定装置，包括基板(1)和凹槽(2)，导电棒(3-9)和管脚(3′-9′)设置在凹槽(2)中，第一固定孔(10)和第二固定孔(11)分别设置在基板(1)的左端和右端，一对螺栓(12)分别放置于第一固定孔(10)和第二固定孔(11)中，一对固定片(13)的圆孔(14)分别套在一对螺栓(12)上，一对固定片(13)的前端(15)分别压在待测电池片(16)的左前端和右后端，第一螺母(17)和第二螺母(18)分别套在一对螺栓(12)上，固定片通过第一螺母(17)和第二螺母(18)来调节待测电池片(16)的高度，达到待测电池片(16)的ITO正电极(3″)与第一导电棒(3)紧密接触，以及待测电池片(16)的第一负电极(4″)、第二负电极(5″)、第三负电极(6″)、第四负电极(7″)、第五负电极(8″)、第六负电极(9″)分别与第二导电棒(4)、第三导电棒(5)、第四导电棒(6)、第五导电棒(7)、第六导电棒(8)、第七导电棒(9)紧密接触的目的。

2.如权利要求1所述的有机太阳能电池量子效率的测试固定装置，其特征在于：所述的基板(1)的中央设有凹槽(2)，第一导电棒(3)固定于凹槽(2)上部的左端，第二导电棒(4)、第三导电棒(5)和第四导电棒(6)分别均匀固定在凹槽(2)上部的后端，第五导电棒(7)、第六导电棒(8)和第七导电棒(9)分别均匀固定在凹槽(2)上部的前端，第一管脚(3′)的一端与第一导电棒(3)相连，第一管脚(3′)的另一端则从基板(1)下部的左侧面引出，第二管脚(4′)、第三管脚(5′)和第四管脚(6′)的一端分别与第二导电棒(4)、第三导电棒(5)和第四导电棒(6)相连，第二管脚(4′)、第三管脚(5′)和第四管脚(6′)的另一端则从基板(1)下部的后侧面引出；第五管脚(7′)、第六管脚(8′)和第七管脚(9′)的一端分别与第五导电棒(7)、第六导电棒(8)和第七导电棒(9)相连，第五管脚(7′)、第六管脚(8′)和第七管脚(9′)的另一端则从基板(1)下部的前侧面引出。

3.如权利要求1所述的有机太阳能电池量子效率的测试固定装置，其特征在于：所述基板(1)的长度和宽度均为10cm，高度为8cm；基板(1)上的凹槽(2)的长度和宽度均为2.6cm，深度为4cm；导电棒(3-9)在凹槽(2)中露出部分的高度为2.8cm；待测电池片(16)的厚度为1.1cm，长度和宽度均为2.5cm。

4.如权利要求1所述的有机太阳能电池量子效率的测试固定装置，其特征在于：测试时，第一管脚(3′)与测试夹具的正电极连接；第二管脚(4′)、第三管脚(5′)、第四管脚(6′)、第五管脚(7′)、第六管脚(8′)和第七管脚(9′)依次与测试夹具的负电极连接。