CN109245721A - 一种热光伏电池性能测试设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热光伏电池性能测试设备，包括：高温可调节电源；氮化硅发热源；热电偶、温控仪，所述热电偶与氮化硅发热源接触对其温度进行测量，所述温控仪与热电偶连接控制氮化硅发热源的温度；热光伏电池架台、待测热光伏电池，所述待测热光伏电池置于热光伏电池架台内通过改变热光伏电池架台与氮化硅发热源的距离来控制氮化硅发热源对待测热光伏电池的辐射温度；电子负载，所述电子负载与待测热光伏电池连接用于测量待测热光伏电池的输出性能。本发明的优点为：本设备可灵活调节氮化硅发热源与待测热光伏电池的距离，并测量多个状态下热光伏电池的输出性能，方便得到热光伏电池的输出性能与热光伏电池辐射温度的关系。
Description
技术领域
本发明涉及热光伏电池技术领域，尤其是涉及一种热光伏电池性能测试设备。
背景技术
热光伏电池是用来吸收通过燃烧、核裂变等方式产生的近热光伏波段光子并将其转换为电能的光电转换器件。热光伏电池和辐射源之间距离较近，因此热光伏电池可以获得较高的能量输出，输出能量密度可达1～1.5W/cm2。
热光伏电池的工作原理和太阳能光伏电池一致，都是通过光生伏特效应产生电流。在太阳能电池技术领域，已有成熟的太阳能模拟器来产生AM1.5光谱，从而对太阳能电池进行性能测试。热光伏电池由于其发展还处于初级阶段，还没有相应的测试仪器可用来测试不同辐射温度下的电池输出性能。
发明内容
发明目的：为了克服背景技术的不足，本发明公开了一种热光伏电池性能测试设备。
技术方案：本发明所述的热光伏电池性能测试设备，包括：
高温可调节电源；
氮化硅发热源，所述氮化硅发热源与所述高温可调节电源连接；
热电偶、温控仪，所述热电偶与氮化硅发热源接触对其温度进行测量，所述温控仪与热电偶连接控制氮化硅发热源的温度；
热光伏电池架台、待测热光伏电池，所述待测热光伏电池置于热光伏电池架台内通过改变热光伏电池架台与氮化硅发热源的距离来控制氮化硅发热源对待测热光伏电池的辐射温度；
电子负载，所述电子负载与待测热光伏电池连接用于测量待测热光伏电池的输出性能。
使用时将热光伏电池架台移动至与氮化硅发热源一定的位置，打开高温可调节电源逐步升高至预设电压，通过温控仪控制氮化硅发热源的温度，氮化硅发热源对待测热光伏电池产生辐射，通过电子负载测量待测热光伏电池的输出性能，包括电流、电压、输出功率等，记录多组位置与输出性能的数据，进行对比处理总结。
进一步的，该设备还包括循环水冷系统，所述循环水冷系统与所述热光伏电池架台连接利用循环水冷系统为测试中的热光伏电池降温。
进一步的，所述热光伏电池架台与氮化硅发热源位于同一水平位置。
进一步的，所述氮化硅发热源与所述热光伏电池架台均置于支撑架台上，该氮化硅发热源与热光伏电池架台的两者其一或者其二通过滑轨与支撑架台连接，通过滑轨方便移动氮化硅发热源与热光伏电池架台的位置，方便控制两者的位置关系，使其在同一水平上灵活调整距离。
进一步的，所述氮化硅发热源和热电偶置于密封石英罩内，该密封石英罩连接有真空泵。在测试中不仅起到保温作用，而且在利用真空泵抽空罩中空气可避免氮化硅发热源在高温下氧化。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点为：首先，本设备可灵活调节氮化硅发热源与待测热光伏电池的距离，并测量多个状态下热光伏电池的输出性能，方便得到热光伏电池的输出性能与热光伏电池辐射温度的关系；其次，在真空防氧化环境以及可调节电压的设计下，氮化硅辐射体温度的调节范围宽，最高辐射温度最高可达1400℃；再而，使用氮化硅作为发热源，其本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体；能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。1200℃以下不被氧化，1200～1600℃生成保护膜可防止进一步氧化，一直到1900℃才会分解，并且不被铝、铅、锡、银、黄铜、镍等很多种熔融金属或合金所浸润或腐蚀。因此有效增加了发热源的使用寿命、热稳定性、抗氧化能力以及尺寸精度。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1所示的热光伏电池性能测试设备，包括：
高温可调节电源1，量程为0-330V；
氮化硅发热源2，所述所述高温可调节电源1与氮化硅发热源2连接为其供电；
热电偶3、温控仪4，所述热电偶3与氮化硅发热源2接触对其温度进行测量，所述温控仪4与热电偶3连接控制氮化硅发热源2的温度，热电偶为B型热电偶，测温范围广精度高；
热光伏电池架台5、待测热光伏电池6，所述待测热光伏电池6置于热光伏电池架台5内通过改变热光伏电池架台5与氮化硅发热源2的距离来控制氮化硅发热源2对待测热光伏电池6的辐射温度；
电子负载7，所述电子负载7与待测热光伏电池6连接用于测量待测热光伏电池6的输出性能。
还包括循环水冷系统8，所述循环水冷系统8与所述热光伏电池架台5通过软管连接为待测热光伏电池6降温。
其中，所述氮化硅发热源2与所述热光伏电池架台5均置于支撑架台9上，该氮化硅发热源2的位置固定，热光伏电池架台5下方通过滑轨12与支撑架台9连接，可方便移动热光伏电池架台5的位置，使氮化硅发热源2与待测热光伏电池6可以在水平位置灵活控制距离，从而控制测热光伏电池6位于不同的辐射温度下。
所述氮化硅发热源2和热电偶3均置于密封石英罩10内石英罩10采用密封法兰密封，该密封石英罩10连接有真空泵11用于抽空内部空气。
测试时：
1、将真空泵11打开为石英罩10内创造一个真空的环境；
2、接着打开循环水冷系统8为热光伏电池架台5提供持续冷却；
3、移动热光伏电池架台5到合适的位置；
4、打开高压可调节电源1逐步升高至预设电压；
5、打开温控仪4设定氮化硅发热源2加热温度；
6、采用电子负载7测量待测热光伏电池6的输出性能，包括电流、电压及输出功率等；
7、移动改变热光伏电池架台5与待测热光伏电池6的位置，同样的方法测量待测热光伏电池6的输出性能；
8、记录多组待测热光伏电池6与氮化硅发热源2位置数据以及每组位置数据对应的待测热光伏电池6的输出性能，进行对比处理。
Claims (5)
1.一种热光伏电池性能测试设备，其特征在于，包括：
高温可调节电源(1)；
氮化硅发热源(2)，所述氮化硅发热源(2)与所述高温可调节电源(1)连接；
热电偶(3)、温控仪(4)，所述热电偶(3)与氮化硅发热源(2)接触对其温度进行测量，所述温控仪(4)与热电偶(3)连接控制氮化硅发热源(2)的温度；
热光伏电池架台(5)、待测热光伏电池(6)，所述待测热光伏电池(6)置于热光伏电池架台(5)内通过改变热光伏电池架台(5)与氮化硅发热源(2)的距离来控制氮化硅发热源(2)对待测热光伏电池(6)的辐射温度；
电子负载(7)，所述电子负载(7)与待测热光伏电池(6)连接用于测量待测热光伏电池(6)的输出性能。
2.根据权利要求1所述的热光伏电池性能测试设备，其特征在于：还包括循环水冷系统(8)，所述循环水冷系统(8)与所述热光伏电池架台(5)连接为待测热光伏电池(6)降温。
3.根据权利要求1所述的热光伏电池性能测试设备，其特征在于：所述热光伏电池架台(5)与氮化硅发热源(2)位于同一水平位置。
4.根据权利要求1所述的热光伏电池性能测试设备，其特征在于：所述氮化硅发热源(2)与所述热光伏电池架台(5)均置于支撑架台(9)上，该氮化硅发热源(2)与热光伏电池架台(5)的两者其一或者其二通过滑轨(12)与支撑架台(9)连接，实现两者位置控制。
5.根据权利要求1所述的热光伏电池性能测试设备，其特征在于：所述氮化硅发热源(2)和热电偶(3)置于密封石英罩(10)内，该密封石英罩(10)连接有真空泵(11)。
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