CN212463149U - 一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，所述测试装置包括双层支架(1)、夹具(2)以及与夹具(2)电连接的电源及显示模块，所述双层支架(1)包括上平台(3)、下平台(4)以及连接上平台(3)和下平台(4)的升降连接架(5)，所述上平台(3)上设有供光线通过的入光口(301)，所述夹具可移动地位于下平台(4)上，所述夹具(2)上设有大小可调的用于放置钙钛矿光伏器件的基片槽(201)，所述基片槽(201)与入光口(301)正对设置。与现有技术相比，本实用新型能够适用于不同面积的钙钛矿光伏器件，避免测试过程中接触不良，可模拟多种光照情况。

Description

一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置

技术领域

本实用新型涉及光伏组件测试领域，具体涉及一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置。

背景技术

太阳能是一种清洁无污染的可再生能源，提高对太阳能的利用率是应对目前能源危机的主要方向。钙钛矿光伏器件是近年来快速发展的新型太阳能电池，具有成本低、效率高的特点，小面积钙钛矿太阳电池的效率于2019年初超过了25％，大面积级电池的效率也已突破18％。由于钙钛矿光伏器件响应速度慢、亚稳态特性严重、光谱响应与晶硅光伏器件差异较大，其输出特性需要测定。

传统的测试装置一般采用鳄鱼夹对钙钛矿光伏器件进行夹取，容易出现接触不良的情况，而且在测试过程中，需要多次更换鳄鱼夹与钙钛矿光伏器件的连接位置以得到钙钛矿光伏器件不同位置的测量值，更换过程中容易出现破坏掉钙钛矿光伏器件中极薄的金属电极或碳电极的情况，影响最终的测试结果的精确性。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题而提供一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，测试装置能够适用于不同面积的钙钛矿光伏器件，避免测试过程中接触不良，可模拟多种光照情况。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，所述测试装置包括双层支架、夹具以及与夹具电连接的电源及显示模块，所述双层支架包括上平台、下平台以及连接上平台和下平台的升降连接架，所述上平台上设有供光线通过的入光口，所述夹具可移动地位于下平台上，所述夹具上设有大小可调的用于放置钙钛矿光伏器件的基片槽，所述基片槽与入光口正对设置。

进一步地，所述夹具由多个分夹具顺次拼接而成，所述分夹具包括分夹具本体、辅助夹具和支撑台，所述辅助夹具和支撑台分别位于分夹具本体的两侧，并与分夹具本体旋转连接。辅助夹具及支撑台可与分夹具本体铰接，辅助夹具的高度与支撑台的高度相一致。夹具展开后，基片槽最中间会有一个通孔，为了在测试过程中能够得到钙钛矿光伏器件的不同位置的测试值，可在辅助夹具的侧部水平突出设置顶针，展开后，水平突出设置的顶针会与钙钛矿光伏器件相接触。

进一步地，所述分夹具本体上设有第一凹槽和第一凸条，所述第一凸条突出位于分夹具本体的侧边，所述第一凸条与第一凹槽相配合。在分夹具未展开时，第一凸条卡在第一凹槽中。

进一步地，所述辅助夹具上设有第二凹槽和第二凸条，所述第二凸条突出位于辅助夹具的侧边，所述第二凹槽与第一凸条相适配，所述第二凸条与第一凹槽相适配。在分夹具展开时，第一凸条卡在第二凹槽中，第二凸条卡在第一凹槽中。

进一步地，所述基片槽的侧壁上活动设有多个固定爪及可分离的用于固定钙钛矿光伏器件的透光固定片，所述固定爪通过透光固定片固定钙钛矿光伏器件。固定爪与基片槽的内壁可铰接连接，固定爪可套有橡胶层，避免与透光固定片相滑动，固定爪与透光固定片接触的端部可设置成水平方向，增大与透光固定片的接触面积。透光固定片也可为滤光片，可采用蒙特卡洛模拟方法先进行选型。

进一步地，所述上平台上滑动设有用于调节入光口透光面积的遮板。通过移动遮板，模拟不同光照面积的情况。上平台的侧部设有凸边，凸边上设有滑槽，遮板的侧部设有拉杆，拉杆穿过滑槽，通过拉杆可以稳定地拉动遮板。

进一步地，所述入光口的侧边设有两个刻度，分别对应展开的夹具和未展开的夹具。由于夹具有展开和未展开两种情况，因此基片槽暴露在入光口下的面积也会因此不同，遮板的移动使光照面积的改变在不同情况下也会出现不同情况，因此设置两个刻度，分别对应两种情况的夹具。

进一步地，所述基片槽中分布有多个顶针，所述钙钛矿光伏器件与顶针相接触，所述夹具上设有与顶针电连接的接线柱，所述接线柱与电源及显示模块电连接。顶针的材质为铜、金或银，接线柱的材质为铜。

进一步地，所述升降连接架包括与上平台连接的第一连接架以及与下平台连接的第二连接架，所述第一连接架上设有多个沿竖直方向分布的内通孔，所述第二连接架上设有容纳第一连接架的长槽以及多个与长槽相连通的沿竖直方向分布的外通孔，第一连接架和第二连接架通过在内通孔和外通孔中插入固定件进行连接。固定件可为螺栓等，与内通孔及外通孔的尺寸相配合即可。

进一步地，所述第一连接架的顶部还设有放置支架，第一连接架上还可以设置放置支架，用于放置光源。放置支架可旋转，并且在第一连接架与放置支架连接处刻有角度，可简单地模拟不同区域纬度太阳的光照情况。

进一步地，所述升降连接架上沿竖直方向设有多个连接架定位槽，所述下平台上的侧边设有与升降连接架正对的凸台，所述凸台上沿竖直方向设有多个与连接架定位槽相配合的凸台定位槽，所述连接架定位槽与凸台定位槽之间可拆卸设有用于放置夹具的放置板。通过放置板在不同高度的连接架定位槽与凸台定位槽的摆放，可以调节夹具的高度。

一种基于如上述的钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置的测试方法，具体包括以下步骤：

(a)根据钙钛矿光伏器件的面积大小，旋转移动夹具调节基片槽的面积，后将钙钛矿光伏器件放置在基片槽上并固定；

(b)从入光口中入射光，并调节光的强度，连通夹具和电源及显示模块进行测试。

具体地，步骤(a)中，移动固定爪，将钙钛矿光伏器件放置在基片槽上使钙钛矿光伏器件与顶针接触后，再在钙钛矿光伏器件上盖上透光固定片，移动固定爪与透光固定片接触，保证钙钛矿光伏器件与顶针接触良好。调节第一连接架和第二连接架的高度，并且将放置板也放置在合适高度的连接架定位槽与凸台定位槽上，之后将夹具放置在放置板上。

步骤(b)中，接通接线柱，电源及显示模块中包含输入模块、输出模块、处理模块、显示模块等，电源及显示模块可向钙钛矿光伏器件提供电能，并输出得到钙钛矿光伏器件的电流和电压值，启动电源及显示模块，使整个钙钛矿光伏器件进行工作，并调节光照情况，得到测试值，之后再改变相应的测试条件，再继续进行测试。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)夹具上的基片槽的大小可自由改变，能够适用于不同面积的钙钛矿光伏器件。

(2)通过第一凹槽、第一凸条、第二凹槽和第二凸条的配合，使分夹具拼接之后不移动。

(3)通过固定爪和透光固定片使钙钛矿光伏器件与顶针紧密连接，避免测试过程中接触不良。

(4)通过遮板可改变入光口的透光面积，可模拟多种光照情况。

(5)升降连接架和凸台的配合可改变夹具和入光口的相对位置关系，模拟不同的光照情况。

附图说明

图1为测试装置的主视结构示意图；

图2为展开的夹具的俯视结构示意图；

图3为图2中展开的单个分夹具的俯视结构示意图；

图4为图2中展开的单个分夹具的主视结构示意图；

图5为未展开的夹具的俯视结构示意图；

图6为图5中未展开的单个分夹具的俯视结构示意图；

图7为图5中未展开的单个分夹具的主视结构示意图；

图8为双层支架的结构示意图；

图9为上平台及第一连接架的主视结构示意图；

图10为下平台及第二连接架的主视结构示意图；

图11为上平台及遮板的俯视结构示意图。

图中：1-双层支架；2-夹具；201-基片槽；202-分夹具；203-分夹具本体；204- 辅助夹具；205-支撑台；206-第一凹槽；207-第一凸条；208-第二凹槽；209-第二凸条；210-固定爪；211-接线柱；3-上平台；301-入光口；302-遮板；303-滑槽；304- 拉杆；4-下平台；401-凸台；402-凸台定位槽；5-升降连接架；501-第一连接架； 502-第二连接架；503-内通孔；504-外通孔；505-长槽；506-连接架定位槽；507- 放置支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，包括双层支架1、夹具2以及与夹具2电连接的电源及显示模块(图中省略)，双层支架1包括上平台3、下平台4以及连接上平台3和下平台4的升降连接架5，上平台3上设有供光线通过的入光口301，夹具可移动地位于下平台4上，夹具2上设有大小可调的用于放置钙钛矿光伏器件的基片槽201，基片槽201与入光口301正对设置。基片槽201中分布有多个顶针(图中省略)，钙钛矿光伏器件与顶针相接触，夹具2 上设有与顶针电连接的接线柱211(图2中的接线柱211的位置仅作参考，可根据实际情况再布置)，接线柱211与电源及显示模块电连接。

如图2-7所示，夹具2由多个分夹具202拼接而成。展开的夹具2如图2所示，未展开的夹具2如图5所示，分夹具202包括分夹具本体203、辅助夹具204和支撑台205，辅助夹具204和支撑台205分别位于分夹具本体203的两侧，并与分夹具本体203旋转连接，展开的单个分夹具202具体如图3、4所示，未展开的单个分夹具202具体如图6、7所示。分夹具本体203上设有第一凹槽206和第一凸条 207，第一凸条207突出位于分夹具本体203的侧边，第一凸条207与第一凹槽206 相配合。辅助夹具204上设有第二凹槽208和第二凸条209，第二凸条209突出位于辅助夹具204的侧边，第二凹槽208与第一凸条207相适配，第二凸条209与第一凹槽206相适配。基片槽201的侧壁上活动设有多个固定爪210及可分离的用于固定钙钛矿光伏器件的透光固定片(图中省略)，固定爪210通过透光固定片固定钙钛矿光伏器件。

如图8-11所示，升降连接架5包括与上平台3连接的第一连接架501以及与下平台4连接的第二连接架502，第一连接架501上设有多个沿竖直方向分布的内通孔503，具体如图9所示，第二连接架502上设有容纳第一连接架501的长槽505 以及多个与长槽505相连通的沿竖直方向分布的外通孔504，第一连接架501和第二连接架502通过在内通孔503和外通孔504中插入固定件(图中省略)进行连接，具体如图10所示。第一连接架501上还可以设置放置支架507(图中的放置支架 507虽然是长方体状，但是也可以是圆柱体状，方便进行旋转)，用于放置光源，第一连接架501还可以再分为采用类似于第一连接架501和第二连接架502的连接方式进行连接的两个支架，用于调节光源与钙钛矿光伏器件之间的距离。

升降连接架5上沿竖直方向设有多个连接架定位槽506，下平台4上的侧边设有与升降连接架5正对的凸台401，凸台401上沿竖直方向设有多个与连接架定位槽506相配合的凸台定位槽402，连接架定位槽506与凸台定位槽402之间设有用于放置夹具2的放置板(图中省略)，具体如图8、10所示。

如图11所示，上平台3上滑动设有用于调节入光口301透光面积的遮板302。上平台3的侧部设有凸边，凸边上设有滑槽303，遮板302的侧部设有拉杆304，拉杆304穿过滑槽303，通过拉杆304可以稳定地拉动遮板302。入光口301的侧边设有两个刻度。

一种基于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置的测试方法，具体包括以下步骤：

(a)根据钙钛矿光伏器件的面积大小，旋转移动夹具2调节基片槽201的面积，后将钙钛矿光伏器件放置在基片槽201上并固定；

(b)从入光口301中入射光，并调节光的强度，连通夹具2和电源及显示模块进行测试。

具体地，步骤(a)中，移动固定爪210，将钙钛矿光伏器件放置在基片槽201 上使钙钛矿光伏器件与顶针接触后，再在钙钛矿光伏器件上盖上透光固定片，移动固定爪210与透光固定片接触，保证钙钛矿光伏器件与顶针接触良好。调节第一连接架501和第二连接架502的高度，并且将放置板也放置在合适高度的连接架定位槽506与凸台定位槽402上，之后将夹具2放置在放置板上。

步骤(b)中，接通接线柱211，电源及显示模块中包含输入模块、输出模块、处理模块、显示模块等，电源及显示模块可向钙钛矿光伏器件提供电能，并输出得到钙钛矿光伏器件的电流和电压值，启动电源及显示模块，使整个钙钛矿光伏器件进行工作，并调节光照情况，得到测试值，之后再改变相应的测试条件，再继续进行测试。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括双层支架(1)、夹具(2)以及与夹具(2)电连接的电源及显示模块，所述双层支架(1)包括上平台(3)、下平台(4)以及连接上平台(3)和下平台(4)的升降连接架(5)，所述上平台(3)上设有供光线通过的入光口(301)，所述夹具可移动地位于下平台(4)上，所述夹具(2)上设有大小可调的用于放置钙钛矿光伏器件的基片槽(201)，所述基片槽(201)与入光口(301)正对设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，其特征在于，所述夹具(2)由多个分夹具(202)拼接而成，所述分夹具(202)包括分夹具本体(203)、辅助夹具(204)和支撑台(205)，所述辅助夹具(204)和支撑台(205)分别位于分夹具本体(203)的两侧，并与分夹具本体(203)旋转连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，其特征在于，所述分夹具本体(203)上设有第一凹槽(206)和第一凸条(207)，所述第一凸条(207)突出位于分夹具本体(203)的侧边，所述第一凸条(207)与第一凹槽(206)相配合。

4.根据权利要求3所述的一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，其特征在于，所述辅助夹具(204)上设有第二凹槽(208)和第二凸条(209)，所述第二凸条(209)突出位于辅助夹具(204)的侧边，所述第二凹槽(208)与第一凸条(207)相适配，所述第二凸条(209)与第一凹槽(206)相适配。

5.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，其特征在于，所述基片槽(201)的侧壁上活动设有多个固定爪(210)。

6.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，其特征在于，所述上平台(3)上活动设有用于调节入光口(301)透光面积的遮板(302)。

7.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，其特征在于，所述基片槽(201)中分布有多个顶针，所述钙钛矿光伏器件与顶针相接触，所述夹具(2)上设有与顶针电连接的接线柱(211)，所述接线柱(211)与电源及显示模块电连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，其特征在于，所述升降连接架(5)包括与上平台(3)连接的第一连接架(501)以及与下平台(4)连接的第二连接架(502)，所述第一连接架(501)上设有多个沿竖直方向分布的内通孔(503)，所述第二连接架(502)上设有容纳第一连接架(501)的长槽(505)以及多个与长槽(505)相连通的沿竖直方向分布的外通孔(504)，第一连接架(501)和第二连接架(502)通过在内通孔(503)和外通孔(504)中插入固定件进行连接。

9.根据权利要求8所述的一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，其特征在于，所述第一连接架(501)的顶部还设有放置支架(507)。

10.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿光伏器件输出特性的测试装置，其特征在于，所述升降连接架(5)上沿竖直方向设有多个连接架定位槽(506)，所述下平台(4)上的侧边设有与升降连接架(5)正对的凸台(401)，所述凸台(401)上沿竖直方向设有多个与连接架定位槽(506)相配合的凸台定位槽(402)，所述连接架定位槽(506)与凸台定位槽(402)之间可拆卸设有用于放置夹具(2)的放置板。

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