CN107276534B - 一种染料敏化太阳开放电池组装测试夹 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种染料敏化太阳开放电池组装测试夹，其特征在于：长方体底座上固定一聚四氟乙烯筒，聚四氟乙烯筒筒内填充有上圆柱、下圆柱和一弹簧，弹簧位于上圆柱、下圆柱之间，靠近长方体底座的下圆柱用固定螺丝与聚四氟乙烯筒的外筒固定一起，靠近长方体底座顶端的上圆柱穿过聚四氟乙烯筒外筒壁连接一按键，在聚四氟乙烯筒上端设有锁紧部件，锁紧部件上设有隔膜，隔膜带有进液管和排气管。本发明的优点是：通过弹簧、圆柱芯、锁紧部件之间的简单配合实现太阳电池测试时能够牢固夹持电池的功能，以保证测试环境的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及太阳电池测试领域，尤其涉及一种染料敏化太阳开放电池组装测试夹。
背景技术
目前硅基太阳电池占到了约90%的市场份额，但是该类太阳电池成本较高。随着人们对清洁能源的需求日益强烈，使得太阳电池正朝着降低成本或寻找新的替代品方向发展。其中一种新型太阳电池---染料敏化太阳电池（简称DSC）以其较低的成本、简单的制作工艺和高光电转换效率等特点受到了研究者们的青睐。
典型的DSC是一种类似“三明治”结构的光电化学电池。由导电基底(TCO)、纳米TiO2薄膜、染料(Dye)、电解液(EL)以及铂(Pt)构成：TCO和染料敏化的纳米TiO2薄膜构成光阳极板，载Pt的TCO构成阴极板，两极板中间为电解液层。一般来说，DSC的制备过程是：首先，将阳极板与阴极板通过密封圈构成一个空腔结构；之后，通过阴极板预留小孔向空腔注入电解液；最终，二次密封阴极板预留小孔而成。通常需要进行至少2次封装才能完成电池的组装。除非需要长时间测试，一般实验性测试时，电池都是一次性测试，而这样经过至少两次封装费时费力。可以不经过封装而直接将两极板贴合，并且从一端滴入电解液，形成开放电池。
大多数现有的太阳开放电池测试技术具体是用胶带分别粘住电池阳极板和阴极板两条边的边缘部分，将两极板错开放置，极板中间形成半封闭空腔，用夹子夹持两极板以固定；将电解液滴在极板一端，通过毛细效应渗入电池内；再用鳄鱼夹分别夹住光阳极板和阴极板，放在太阳光模拟器下进行测试。该技术虽然简单，缺点是测试过程中难以确保电池位置和角度保持一致，使得测试准确性降低；难以在严格暗态下（如暗箱内）进行测试操作；半封闭空腔内电解液易外泄可能严重腐蚀测试装置。
发明内容
本发明目的是提供一种染料敏化太阳开放电池组装测试夹，通过弹簧、圆柱芯、锁紧部件之间的简单配合实现太阳电池测试时能够牢固夹持电池的功能，以保证测试环境的稳定性。
本发明是这样实现的，一种染料敏化太阳开放电池组装测试夹，主要由长方体底座、聚四氟乙烯筒、上圆柱、弹簧、下圆柱、固定螺丝、按键、锁紧部件、调升旋钮、排气管和进液管组成；其特征在于：长方体底座上固定一聚四氟乙烯筒，聚四氟乙烯筒筒内填充有上圆柱、下圆柱和一弹簧，弹簧位于上圆柱、下圆柱之间，靠近长方体底座的下圆柱用固定螺丝与聚四氟乙烯筒的外筒固定一起，靠近长方体底座顶端的上圆柱穿过聚四氟乙烯筒外筒壁连接一按键，在聚四氟乙烯筒上端设有锁紧部件，锁紧部件上设有隔膜，隔膜带有进液管和排气管。
本发明所述按键上下移动，可使上圆柱与顶部的锁紧部件接触或分离，用以固定电池。
本发明所述锁紧部件中间有开孔，以使光线透过到达电池表面。
本发明所述长方体底座右端安装有调升旋钮，该旋钮可调节测试面的高度。
本发明所述进液管由粗及细，粗端方便电解液注入；排气管除具有通气的基本功能外，还能对多余的电解液进行回收。
本发明所述染料敏化太阳开放电池组装测试方法为：
（1）将测试夹放在太阳光模拟器下，调节调升旋钮，通过标准电池测定使其测试面处于1个标准太阳光强；
（2）将隔膜放在太阳电池阳极板和太阳电池阴极板导电面之间，下压按键，将电池放在锁紧部件下面，使电池有效膜面积与锁紧部件的开孔对照，用移液枪或注液泵将电解液通过隔膜的进液管注入电池内；
（3）用鳄鱼夹分别夹住电池的阳极板和阴极板即可进行电池光电性能测试。
进一步的，所述装置采用聚四氟乙烯材质，避免与电解液接触被腐蚀。
进一步的，所述装置能稳定牢固夹持电池，保证测试条件一致。
进一步的，所述装置能通过底座的调升旋钮调节测试面高度，以适应不同的测试装置。
可以实现开放电池的组装与性能测试两种功能，通过锁紧部件与弹簧和圆柱的简单配合来组装开放电池，隔膜具有形成空腔避免电池阳极阴极接触短路，注入电解液，避免电解液外泄的三重功能，底座、外筒、内圆柱芯采用聚四氟乙烯材质，可避免测试时被电池内电解液腐蚀，设有调升旋钮，可调节高度来控制测试面光强。
本发明与现有实验室测试技术相比，具有以下有益效果：1.其设计简单，成本低廉，易于实现；2.有效解决测试时电池夹持不稳定带来的测试结果不准确等严重问题，同时为暗态测试提供便利；3.引入测试面的升降功能，不需要特意配合升降台使用，简化了电池测试装置；4.引入具有进液管和排气管的隔膜，进液管由粗及细，方便电解液的注入；排气管除具有通气的基本功能外，还能对多余的电解液进行回收；5.引入的隔膜为全封闭型，由4条边形成空腔，优于现有的半封闭型2条边形成的空腔，能够有效避免电解液外泄而造成污染。
附图说明
图1为一种染料敏化太阳开放电池测试固定夹示意图。
图2为一种染料敏化太阳开放电池测试固定夹电池单元侧视图；
在图中，模拟太阳光1，电池阴极板2，隔膜3，染料敏化膜4，锁紧部件5，电池阳极板6，按键7，聚四氟乙烯筒8，固定螺丝9，调升旋钮10，排气管11，进液管12，上圆柱13，弹簧14，下圆柱 15，底座16。
具体实施方式
本发明是这样实现的，一种染料敏化太阳开放电池组装测试夹，主要由长方体底座16、聚四氟乙烯筒8、上圆柱13、弹簧14、下圆柱15、固定螺丝9、按键7、锁紧部件5、调升旋钮10、排气管11和进液管12组成；其特征在于：长方体底座16上固定一聚四氟乙烯筒88，聚四氟乙烯筒8筒内填充有上圆柱13、下圆柱15和一弹簧14，弹簧14位于上圆柱13、下圆柱15之间，靠近长方体底座16的下圆柱15用固定螺丝9与聚四氟乙烯筒8的外筒固定一起，靠近长方体底座16顶端的上圆柱穿过聚四氟乙烯筒8外筒壁连接一按键7，在聚四氟乙烯筒8上端设有锁紧部件5，锁紧部件5上设有隔膜3，隔膜带有进液管11和排气管12。
将装置放在太阳光模拟器具有（模拟太阳光1）下，调节调升旋钮10，通过标准电池校准使其测试面处于1个标准太阳光强位置；下压按键7，使锁紧部件5与上圆柱13分离，将太阳电池阴极板放在锁紧部件5下面，在电池阴极板2导电面放上带有进液管12和排气管11的隔膜3，再放上电池阳极板6，使阳极板上染料敏化膜4与锁紧部件的开孔对照，使得模拟太阳光线1能透过开孔到达阳极板染料敏化膜的背玻璃面；用鳄鱼夹分别夹住电池的电池阳极板6和电池阴极板2，用移液器或注液泵将电解液从进液管12注入电池内，即可进行测试。
Claims (4)
1.一种染料敏化太阳开放电池组装测试夹，主要由长方体底座、聚四氟乙烯筒、上圆柱、弹簧、下圆柱、固定螺丝、按键、锁紧部件、调升旋钮、排气管和进液管组成；其特征在于：长方体底座上固定一聚四氟乙烯筒，所述聚四氟乙烯筒为中空结构，筒内填充有上圆柱、下圆柱和一弹簧，所述下圆柱位于聚四氟乙烯筒内靠近长方体底座的位置，所述上圆柱位于聚四氟乙烯筒内远离长方体底座的位置，弹簧位于上圆柱、下圆柱之间，下圆柱用固定螺丝与聚四氟乙烯筒的外筒固定一起，上圆柱穿过聚四氟乙烯筒外筒壁连接一按键，在聚四氟乙烯筒上端设有锁紧部件，锁紧部件上设有隔膜，隔膜带有进液管和排气管；所述按键上下移动，可使上圆柱与顶部的锁紧部件接触或分离；所述锁紧部件中间有开孔。
2.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳开放电池组装测试夹，其特征在于：所述长方体底座右端安装有调升旋钮，所述调升旋钮可调节测试面的高度。
3.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳开放电池组装测试夹，其特征在于：所述进液管由粗及细，粗端方便电解液注入。
4.根据权利要求1所述的一种染料敏化太阳开放电池组装测试夹，其特征在于测试步骤为：
（1）将染料敏化太阳开放电池组装测试夹放在太阳光模拟器下，调节调升旋钮，通过标准电池测试使其测试面处于1个标准太阳光强；
（2）将隔膜放在染料敏化太阳开放电池阳极板和阴极板导电面之间，下压按键，将染料敏化太阳开放电池放在锁紧部件下面，使染料敏化太阳开放电池有效膜面积与锁紧部件的开孔对照，用移液枪或注液泵将电解液通过隔膜的进液管注入染料敏化太阳开放电池内；
（3）用鳄鱼夹分别夹住染料敏化太阳开放电池的阳极板和阴极板即可进行光电性能测试。
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