專利名稱：簡易光伏-熱電聯合轉換太陽能電池測試臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種簡易光伏-熱電聯合轉換太陽能電池測試臺。 技術背景多晶硅或硅基超晶格薄膜太陽能電池一般是基于光電轉換機理，只能有效利用太陽輻射頻譜中的可見光部分，而其余頻譜能量和可見光中未被利用的能量主要以熱能形式損失掉了。近期的理論研究和實驗表明硅微結構具有熱電效應，如果在利用光電轉換效應的基礎上同時利用熱電轉換效應，則能大幅度提高太陽能電池性能。因此硅基太陽能的熱電、光電轉換以及太陽能熱光電轉換目前正在成為人們的研究熱點。而當前可以測試太陽能熱電、光電性能的測試系統(tǒng)普遍價格昂貴，且大多數都設置在專業(yè)的科研院所，其他部門要想從事相關的研究和試驗就面臨著許多的困難，因此，探索一種成本低廉、便于普及應用的簡易太陽能熱電、光電及熱光電器件測試設備對于開展上述研究顯然是具有十分重要意義的。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種簡易光伏-熱電聯合轉換太陽能電池樣品性能測試臺，該測試臺具有制作簡單，成本低廉的優(yōu)點。本實用新型的技術方案是該測試臺包括一個工作臺，該工作臺由高導熱系數的金屬圓柱制成，其頂面為測試工作面；該工作臺設置在冰水槽中，頂面高出冰水面數厘米； 待測熱光電器件的底面通過導熱硅膠固定在測試工作面上，其上表面處裝有PTC加熱器， 該PTC加熱器通過導線與電壓程序控制箱連接；在待測熱光電器件的上表面及底面上還可設有與熱電性能采集裝置之間的連接導線。在測試工作面的上方裝有透鏡架，該透鏡架上透鏡座與待測熱光電器件同心設置，在透鏡座上設有口徑大小伸縮可調的透鏡安裝槽，凸透鏡安裝在透鏡安裝槽中，透鏡架上裝有焦距調節(jié)裝置，在透鏡架上還設有密閉遮光罩。上述的透鏡架及工作臺還設有陽光入射角旋轉跟蹤裝置，其具體結構是工作臺的底部帶有一段球形面，球形面的下方設有一個帶圓孔的萬向旋轉座，工作臺與萬向旋轉座旋轉配合，安裝在工作臺上的透鏡架與工作臺同步旋轉，在工作臺與冰水槽的槽壁之間裝有工作臺角度固定裝置。本實用新型的有益效果是該測試臺的結構十分簡單，制作和使用也都特別方便， 可以很好地滿足一些普通熱光電器件的多種性能基本測試需要。由于本設計的成本十分低廉，特別適合于在各中小型部門中普及應用。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖中標號[0010]1、工作臺 2、測試工作面3、冰水槽4、待測熱光電器件5、導熱硅膠6、PTC加熱器7、電壓程序控制箱8、熱電性能采集裝置9、透鏡架 10、透鏡座 11、凸透鏡安裝槽12、凸透鏡13、焦距調節(jié)裝置14、密閉遮光罩15、球形面16、萬向旋轉座17、工作臺角度固定裝置。
具體實施方式
例 1如圖1所示，本設計測試臺包括一個工作臺1，該工作臺1由高導熱系數的金屬圓柱制成，其頂部平面為測試工作面2。該工作臺1設置在冰水槽3中，頂面高出冰水面數厘米。待測熱光電器件4的底面通過導熱硅膠5固定在測試工作面2上，在待測熱光電器件 4的上表面處裝有PTC加熱器6，該PTC加熱器6通過導線與電壓程序控制箱7連接。在待測熱光電器件4的上表面和底面處還裝有熱電性能采集裝置8。在測試工作面2的上方裝有透鏡架9，該透鏡架9上透鏡座10的中心與待測熱光電器件4的中心在同一軸線上，在透鏡座10上設有口徑大小伸縮可調的透鏡安裝槽11，一組口徑5 300 cm的凸透鏡12安裝在透鏡安裝槽11中，透鏡架8上裝有焦距調節(jié)裝置13，在透鏡架9上還設有密閉遮光罩 14。例 2透鏡架9和工作臺1還設有陽光入射角旋轉跟蹤裝置，其具體結構是工作臺1的底部帶有一段球形面15，球形面15的下方設有一個帶圓孔的萬向旋轉座16，工作臺1與萬向旋轉座16旋轉配合，安裝在工作臺1上的透鏡架9與工作臺1同步旋轉，在工作臺1與冰水槽3的槽壁之間裝有工作臺角度固定裝置17。例 3本實用新型的熱-光電器件熱電性能測試操作方法是首先在冰水槽3中注入冰水混合物，工作臺1露出液面2 3 cm，待約溫度恒定后，工作臺1會獲得0°C溫度環(huán)境；此時把待測熱光電器件4的下表面用導熱硅膠5固定在工作臺1上；然后把PTC加熱器6置于待測熱光電器件4上表面并對整個系統(tǒng)密閉遮光；最后，通過電壓程序控制箱7控制PTC 加熱器6升溫，如果電壓恒定在某個值，則PTC加熱器6的溫度就固定在某個恒定值，即待測熱光電器件4上表面獲得的溫度可以通過加載在PTC加熱器6上的電壓標注。此時，待測熱光電器件4上表面和下表面會產生一定溫度差，從而輸出電壓和電流，通過熱電性能采集裝置8就可以被準確測量。例 4本實用新型的熱-光電器件其熱、光電性能測試方法是首先將太陽光通過凸透鏡12集聚到熱光電器件4上表面，形成直徑5 mm的圓光斑。太陽光的光通量可以通過在透鏡安裝槽11中調換不同口徑的凸透鏡12來實現，也可以利用陽光入射角旋轉跟蹤裝置和焦距調節(jié)裝置13來調整，通過凸透鏡12的水平角度和到達待測熱光電器件4上表面的距離來保證入射太陽光束光斑面積的恒定；最后，把待測熱光電器件4兩端輸出的電壓、電流及環(huán)境參量通過熱電性能采集裝置8采集，就可以準確測量該熱光電器件4的熱電轉換和熱、光電轉換性能了。
權利要求1.一種簡易光伏-熱電聯合轉換太陽能電池測試臺，其特征是該測試臺包括一個工作臺(1)，該工作臺(1)由高導熱系數的金屬圓柱制成，其頂面為測試工作面(2);該工作臺 (1)設置在冰水槽(3)中，頂面高出冰水面數厘米；待測熱光電器件(4)的底面通過導熱硅膠(5 )固定在測試工作面(2 )上，其上表面處裝有PTC加熱器(6 )，該PTC加熱器(6 )通過導線與電壓程序控制箱(7)連接。
2.根據權利要求1所述的簡易光伏-熱電聯合轉換太陽能電池測試臺，其特征是在所述待測熱光電器件(4)的上表面及底面上設有與熱電性能采集裝置(8)之間的連接導線。
3.根據權利要求1或2所述的簡易光伏-熱電聯合轉換太陽能電池測試臺，其特征是 在所述的測試工作面(2 )上方還裝有透鏡架(9 )，該透鏡架(9 )上透鏡座(10 )與待測熱光電器件(4)同心設置，在透鏡座(10)上設有口徑伸縮可調的透鏡安裝槽(11)，凸透鏡(12)安裝在透鏡安裝槽(11)中，透鏡架(8 )上設有焦距調節(jié)裝置(13)，在透鏡架(9 )上還設有密閉遮光罩(14)。
4.根據權利要求3所述的簡易光伏-熱電聯合轉換太陽能電池測試臺，其特征是所述的透鏡架(9)及工作臺(1)還設有陽光入射角旋轉跟蹤裝置，其具體結構是工作臺(1) 的底部帶有一段球形面(15)，球形面(15)的下方設有一個帶圓孔的萬向旋轉座(16)，工作臺(1)與萬向旋轉座(16)旋轉配合，安裝在工作臺(1)上的透鏡架(9)與工作臺(1)同步旋轉，在工作臺(1)與冰水槽(3)的槽壁之間裝有工作臺角度固定裝置(17)。
專利摘要本實用新型公開了一種簡易光伏-熱電聯合轉換太陽能電池測試臺。該測試臺的工作臺設置在冰水槽中，頂面高出冰水面數厘米；待測熱光電器件固定在測試工作面上，其上表面處裝有PTC加熱器和電壓程序控制箱；上表面及底面通過導線與熱電性能采集裝置連接；在測試工作面的上方裝有透鏡架和焦距調節(jié)裝置以及密閉遮光罩。上述的透鏡架及工作臺還設有陽光入射角旋轉跟蹤裝置。本實用新型的有益效果是該測試臺的結構十分簡單，制作和使用也都特別方便，可以很好地滿足一些普通熱光電器件多種性能測試的基本需要。由于本設計的成本十分低廉，特別適合于在各基層單位普及應用。
文檔編號G01R31/26GK202210137SQ201120367419
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權日2011年9月30日
發(fā)明者張琦, 彭立志, 苗鳳娟, 鄭永杰, 陶佰睿 申請人:齊齊哈爾大學