太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，包括測(cè)試光產(chǎn)生組件、測(cè)試模塊和控制器；測(cè)試光產(chǎn)生組件包括光源、多個(gè)開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)控制器、擾動(dòng)光電源和平衡光電源，光源包括聚光面、平衡光源和至少一組擾動(dòng)光源，開(kāi)關(guān)與平衡光源和擾動(dòng)光源一一對(duì)應(yīng)，擾動(dòng)光電源通過(guò)擾動(dòng)光源對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)與擾動(dòng)光源連接，平衡光電源通過(guò)平衡光源對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)與平衡光源連接，開(kāi)關(guān)控制器通過(guò)平衡光源和擾動(dòng)光源各自對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)與平衡光源和擾動(dòng)光源連接。該測(cè)量系統(tǒng)提高了測(cè)量的效率和準(zhǔn)確性，可以測(cè)試不同輻照強(qiáng)度下的表征參數(shù)，提高了不同場(chǎng)合下的適用性，且自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單。
【專(zhuān)利說(shuō)明】太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光電測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能作為清潔的可再生能源，是解決能源問(wèn)題、滿足未來(lái)人類(lèi)能源需求的最佳途徑之一。以染料敏化太陽(yáng)能電池(Dye-sensitized solar cell, DSSC)為代表的新一代太陽(yáng)能電池具有制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，制備成本低，設(shè)備投資少，使用壽命長(zhǎng)，性能穩(wěn)定，以及在生產(chǎn)、制作和使用過(guò)程中沒(méi)有污染和毒害作用等優(yōu)點(diǎn)，非常有希望替代硅基太陽(yáng)能電池。
[0003]在DSSC中，敏化劑吸收光子產(chǎn)生電子空穴對(duì)，在TiO2納米晶/敏化劑界面進(jìn)行分離，電子由染料注入半導(dǎo)體導(dǎo)帶，并由其收集、傳輸?shù)酵怆娐?，完成電流回路。發(fā)生在染料敏化納米晶異質(zhì)結(jié)界面的電荷傳遞過(guò)程及其電荷在納米半導(dǎo)體材料中的傳輸過(guò)程特性直接決定了器件的性能。因此，研究和表征這兩個(gè)動(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)提高DSSC等電池的光電轉(zhuǎn)換效率具有實(shí)際意義。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)這些光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的方式主要為準(zhǔn)平衡態(tài)測(cè)試法。所謂準(zhǔn)平衡態(tài)測(cè)試法，首先需要在研究對(duì)象內(nèi)部建立準(zhǔn)平衡態(tài)(通過(guò)外加恒定的偏置電壓或偏置光照)，然后給研究對(duì)象施加一個(gè)微小擾動(dòng)調(diào)制信號(hào)(光學(xué)或電氣)，并采用相關(guān)儀器測(cè)量研究對(duì)象由該微小擾動(dòng)調(diào)制信號(hào)引起的(光)電響應(yīng)(如光電壓或光電流)。根據(jù)這種測(cè)試原理，現(xiàn)有技術(shù)中包括強(qiáng)度可調(diào)光電流/電壓譜儀技術(shù)(MPS/MVS)、以及電化學(xué)阻抗譜(EIS)技術(shù)等。然而，這些測(cè)量方式分別存在以下的不足或缺陷。例如，德國(guó)Zahner公司基于MPS/MVS技術(shù)研制的控強(qiáng)度光電測(cè)試系統(tǒng)功能齊全，但是軟件的操作和數(shù)據(jù)的處理均需要較強(qiáng)的電化學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，操作復(fù)雜而且對(duì)操作人員要求很高。而EIS測(cè)量技術(shù)主要研究電極及其表面特性，不能夠很好地研究染料光電轉(zhuǎn)換及半導(dǎo)體納米晶間電荷傳輸?shù)忍匦裕m用性不足且測(cè)量手段單一，運(yùn)算過(guò)程非常復(fù)雜，不能夠執(zhí)行數(shù)據(jù)自動(dòng)化運(yùn)算及處理。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，便于根據(jù)需求調(diào)整平衡光源和擾動(dòng)光源，對(duì)光源的控制能在短時(shí)間內(nèi)完成，提高了測(cè)量的效率和準(zhǔn)確性，可以測(cè)試不同輻照強(qiáng)度下的表征參數(shù)，提高了不同場(chǎng)合下的適用性，且自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括:測(cè)試光產(chǎn)生組件、測(cè)試模塊和控制器；所述測(cè)試光產(chǎn)生組件包括光源、多個(gè)開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)控制器、擾動(dòng)光電源和平衡光電源，所述光源包括聚光面、平衡光源和至少一組擾動(dòng)光源，所述開(kāi)關(guān)與平衡光源和擾動(dòng)光源一一對(duì)應(yīng)，所述擾動(dòng)光電源通過(guò)擾動(dòng)光源對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)與擾動(dòng)光源連接，所述平衡光電源通過(guò)平衡光源對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)與平衡光源連接，所述開(kāi)關(guān)控制器通過(guò)平衡光源和擾動(dòng)光源各自對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)與平衡光源和擾動(dòng)光源連接；所述測(cè)試模塊包括數(shù)控平臺(tái)、選擇器、偏置電路和測(cè)試電路，所述數(shù)控平臺(tái)用于放置樣品電池和標(biāo)定電池，通過(guò)移動(dòng)所述數(shù)控平臺(tái)，能分別使樣品電池和標(biāo)定電池位于所述測(cè)試光產(chǎn)生組件的輸出光路中心，所述偏置電路和所述測(cè)試電路并聯(lián)；所述控制器分別連接所述開(kāi)關(guān)控制器、所述擾動(dòng)光電源、所述平衡光電源、所述偏置電路和所述測(cè)試電路。
[0007]優(yōu)選地，所述平衡光源由一組白色LED構(gòu)成，位于所述聚光面的中心，所述擾動(dòng)光源為一組，沿所述聚光面的周向均勻排列。
[0008]優(yōu)選地，所述平衡光源由一組白色LED構(gòu)成，位于所述聚光面的中心，所述擾動(dòng)光源為多組，各組擾動(dòng)光源沿所述聚光面的周向交叉均勻排列。
[0009]優(yōu)選地，所述測(cè)試模塊還包括溫控電路，所述控制器連接所述溫控電路。
[0010]優(yōu)選地，所述開(kāi)關(guān)均采用NMOS管。
[0011]優(yōu)選地，所述開(kāi)關(guān)控制器采用80c51單片機(jī)，輸入采用RS232串行通信端口，輸出采用單片機(jī)并行I/o 口，分別與平衡光源和擾動(dòng)光源各自對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)的控制端連接。
[0012]優(yōu)選地，所述偏置電路和所述測(cè)試電路由雙通道電源電表構(gòu)成。
[0013]總體而言，通過(guò)本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0014]( I)在測(cè)試光產(chǎn)生組件中設(shè)置開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)光源的控制，并通過(guò)與控制器相連的開(kāi)關(guān)控制器控制開(kāi)關(guān)快速動(dòng)作，一方面便于根據(jù)需求調(diào)整平衡光源和擾動(dòng)光源，另一方面能夠保證對(duì)光源的控制能在符合要求的極短時(shí)間內(nèi)完成，從而提高了測(cè)量的效率和準(zhǔn)確性。
[0015]( 2 )采用與控制器通信連接的可編程光電源為平衡光源和擾動(dòng)光源供電，便于根據(jù)需求調(diào)整光電源的輸出電流或電壓，從而改變光源的輻照度。因此，該測(cè)量系統(tǒng)既可以測(cè)試某一輻照強(qiáng)度下的參數(shù)，也可以測(cè)試不同輻照強(qiáng)度下的表征參數(shù)，提高了不同場(chǎng)合下的適用性。
[0016](3)采用溫控電路實(shí)時(shí)精確測(cè)量樣品電池溫度，可根據(jù)測(cè)試要求對(duì)樣品電池溫度進(jìn)行調(diào)控，通過(guò)溫控裝置提供的溫度數(shù)據(jù)可用于進(jìn)一步研究溫度對(duì)相關(guān)特性參數(shù)的影響。
[0017](4)通過(guò)控制器完成數(shù)據(jù)通信、控制和計(jì)算等操作，數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，極大地提高了測(cè)量效率，降低了測(cè)量誤差，明顯減少了測(cè)量人員的工作量。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的平衡光源和擾動(dòng)光源分布示意圖；
[0020]圖3是用本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的樣品電池在100%輻照度下的瞬態(tài)光電壓衰減曲線；
[0021]圖4是用本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的樣品電池在100%輻照度下的瞬態(tài)光電流衰減曲線；
[0022]圖5是用本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的樣品電池在不同輻照度下的電荷傳輸壽命曲線；[0023]圖6是用本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的樣品電池在不同輻照度下的電荷復(fù)合壽命曲線；
[0024]圖7是用本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的樣品電池在不同輻照度下的電容曲線；
[0025]圖8是用本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的樣品電池的擴(kuò)散系數(shù)-開(kāi)路電壓關(guān)系曲線.[0026]圖9是用本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的樣品電池的擴(kuò)散長(zhǎng)度-開(kāi)路電壓關(guān)系曲線.[0027]圖10是用本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的樣品電池的表面態(tài)密度-開(kāi)路電壓關(guān)系曲線；
[0028]圖11是用本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的樣品電池的電子濃度-開(kāi)路電壓關(guān)系曲線。
[0029]在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來(lái)表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:1_測(cè)試光產(chǎn)生組件,2-測(cè)試模塊,3-控制器,4-散熱器,5-光源,6-開(kāi)關(guān),7-開(kāi)關(guān)控制器,8-擾動(dòng)光電源，9_平衡光電源，10-樣品電池，11-標(biāo)定電池，12-基座，13-數(shù)控平臺(tái)，14-選擇器，15-偏置電路，16-測(cè)試電路，17-溫控電路，18-白色LED, 19-紅色LED, 20-黃色LED, 21-藍(lán)色LED。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0031]如圖1所示，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)包括測(cè)試光產(chǎn)生組件1、測(cè)試模塊2和控制器3。其中，測(cè)試光產(chǎn)生組件I包括散熱器4、光源
5、多個(gè)開(kāi)關(guān)6、開(kāi)關(guān)控制器7、擾動(dòng)光電源8和平衡光電源9。其中，光源5包括聚光面、平衡光源和至少一組擾動(dòng)光源。
[0032]為了保證數(shù)據(jù)擬合和處理的準(zhǔn)確性，擾動(dòng)光電源8與平衡光電源9相互獨(dú)立，擾動(dòng)光電源8通過(guò)與擾動(dòng)光源一一對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)6與擾動(dòng)光源連接，平衡光電源9通過(guò)與平衡光源對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)6與平衡光源連接。光源5包括多組擾動(dòng)光源時(shí)，由于各組擾動(dòng)光源的功能一致，擾動(dòng)光電源8可以由一個(gè)直流電壓源構(gòu)成，為各組擾動(dòng)光源統(tǒng)一供電，也可以由多個(gè)直流電壓源構(gòu)成，分別通過(guò)與擾動(dòng)光源一一對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)6與擾動(dòng)光源連接，獨(dú)立地為各組擾動(dòng)光源供電。平衡光電源9采用直流電壓源，為平衡光源供電。平衡光源和擾動(dòng)光源的輻照強(qiáng)度分別與平衡光電源9和擾動(dòng)光電源8提供的電流關(guān)系已知。開(kāi)關(guān)控制器7通過(guò)與平衡光源和擾動(dòng)光源各自對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)6與平衡光源和擾動(dòng)光源連接。
[0033]如圖2所示，平衡光源由一組白色LED18構(gòu)成，位于聚光面的中心，三組擾動(dòng)光源分別由一組紅色LED19、一組黃色LED20和一組藍(lán)色LED21構(gòu)成，紅色LED19、黃色LED20和藍(lán)色LED21沿聚光面周向交叉均勻排列，三組擾動(dòng)光源的光斑中心重合。
[0034]測(cè)試光產(chǎn)生組件I用于為待測(cè)量的電池提供光輻射并建立準(zhǔn)平衡態(tài)及擾動(dòng)態(tài)。其中，平衡光源用于為電池提供穩(wěn)定的入射光輻照，從而在電池內(nèi)部建立準(zhǔn)平衡態(tài)，擾動(dòng)光源用于為電池提供脈沖光輻射，從而對(duì)電池內(nèi)部建立的準(zhǔn)平衡態(tài)進(jìn)行干擾?？紤]到電池對(duì)不同光的敏感程度不同，可以根據(jù)需要選用不同顏色的擾動(dòng)光源。擾動(dòng)光源的最大輻照度小于平衡光源最大輻照度的10%，且響應(yīng)時(shí)間少于10微秒。
[0035]測(cè)試模塊2包括兩個(gè)基座12、數(shù)控平臺(tái)13、選擇器14、偏置電路15和測(cè)試電路16。兩個(gè)基座12安裝在數(shù)控平臺(tái)13上，分別用于放置樣品電池10和標(biāo)定電池11，通過(guò)移動(dòng)數(shù)控平臺(tái)13，能分別使樣品電池10和標(biāo)定電池11位于測(cè)試光產(chǎn)生組件I的輸出光路中心。偏置電路15和測(cè)試電路16并聯(lián)，選擇器14用于使偏執(zhí)電路15和測(cè)試電路16分別與樣品電池10或標(biāo)定電池11并聯(lián)。
[0036]測(cè)試模塊2用于對(duì)擾動(dòng)后的電池狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，從而在階躍光誘導(dǎo)光電壓和光電流瞬態(tài)衰減原理的基礎(chǔ)上獲得反映樣品電池10光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性的多項(xiàng)表征參數(shù)。
[0037]測(cè)試模塊2還包括溫控電路17，溫控電路17用于實(shí)時(shí)精確測(cè)量樣品電池10的溫度，還用于根據(jù)測(cè)試要求對(duì)樣品電池的溫度進(jìn)行調(diào)控。
[0038]控制器3分別連接開(kāi)關(guān)控制器7、擾動(dòng)光電源8、平衡光電源9、偏置電路15、測(cè)試電路16和溫控電路17?？刂破?用于通過(guò)開(kāi)關(guān)控制器7控制各擾動(dòng)光源和平衡光源對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)6,實(shí)現(xiàn)不同的測(cè)試光輸出；還用于控制擾動(dòng)光電源8和平衡光電源9的輸出電壓，從而控制擾動(dòng)光源和平衡光源的輻照度；還用于控制偏置電路15和測(cè)試電路16對(duì)樣品電池10進(jìn)行測(cè)試；還用于控制溫控電路17測(cè)量和調(diào)控樣品電池10的溫度；還用于對(duì)測(cè)試模塊2測(cè)得的反映樣品電池10光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性的多項(xiàng)表征參數(shù)進(jìn)行計(jì)算處理，從而得到包括電荷傳輸壽命、電子復(fù)合壽命、電子擴(kuò)散系數(shù)、擴(kuò)散長(zhǎng)度、化學(xué)電容和表面態(tài)密度在內(nèi)的一系列光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)。
[0039]由于樣品電池10中電子的傳輸和復(fù)合過(guò)程均在微秒量級(jí)甚至于納秒量級(jí)時(shí)間內(nèi)完成，為了保證測(cè)試的準(zhǔn)確度，要求測(cè)試光產(chǎn)生組件I的響應(yīng)時(shí)間在微秒量級(jí)及以下。優(yōu)選地，開(kāi)關(guān)6采用NMOS管，其開(kāi)關(guān)速度為100ns。當(dāng)開(kāi)關(guān)6的控制端為高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)6導(dǎo)通；當(dāng)開(kāi)關(guān)6的控制端為低電平時(shí)，開(kāi)關(guān)6斷開(kāi)。
[0040]開(kāi)關(guān)控制器7采用80c51單片機(jī)，輸入采用RS232串行通信端口，輸出采用單片機(jī)并行I/o 口，分別與平衡光源和擾動(dòng)光源各自對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)6的控制端連接，每個(gè)輸入輸出口初始均為低電平。開(kāi)關(guān)控制器7在控制器3的控制下輸出高電平與低電平分別控制開(kāi)關(guān)6導(dǎo)通及斷開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)不同的測(cè)試光輸出。
[0041]由于樣品電池的響應(yīng)時(shí)間很短，偏置電路15和測(cè)試電路16均需要較高的響應(yīng)速度和測(cè)試精度，同時(shí)為了保證偏置和測(cè)試能夠同步，因此可以采用雙通道電源電表，一個(gè)通道作為偏置電路15，另一個(gè)通道為測(cè)試電路16。
[0042]下面詳細(xì)說(shuō)明用本實(shí)用新型的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)的方法，具體包括如下步驟:
[0043](I)初始化:初始化電路，釋放電路累計(jì)電荷。設(shè)定光源5的平衡光源(由一組白色LED18構(gòu)成)的輻照強(qiáng)度(例如I個(gè)太陽(yáng)強(qiáng)度)，擾動(dòng)光源的組成(例如由一組紅色LED19構(gòu)成)、強(qiáng)度(例如0.01個(gè)太陽(yáng)強(qiáng)度)和脈沖寬度(例如80ms)。
[0044](2)標(biāo)定:平衡光源開(kāi)，移動(dòng)數(shù)控平臺(tái)13，使標(biāo)定電池11位于測(cè)試光產(chǎn)生組件I的輸出光路中心，接受白色LED燈組照射。偏置電路15和測(cè)試電路16在控制器3的控制下，測(cè)試標(biāo)定電池11在此狀態(tài)下的短路電流信號(hào)。隨后，平衡光源關(guān)，擾動(dòng)光源開(kāi)，標(biāo)定電池接受擾動(dòng)光源的照射，偏置電路15和測(cè)試電路16在控制器3的控制下，測(cè)試標(biāo)定電池11在此狀態(tài)下的短路電流信號(hào)?？刂破?根據(jù)測(cè)得的短路電流計(jì)算得到平衡光源和擾動(dòng)光源的實(shí)際輻照強(qiáng)度并完成標(biāo)定。
[0045](3)測(cè)試一:平衡光源開(kāi)，移動(dòng)數(shù)控平臺(tái)13，使樣品電池10位于測(cè)試光產(chǎn)生組件I的輸出光路中心，測(cè)試電路16測(cè)試樣品電池10的開(kāi)路電壓V。。，待樣品電池達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，擾動(dòng)光源開(kāi)，輸出脈沖光照射樣品電池10，待樣品電池10再次達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后結(jié)束測(cè)試，并將所獲得的開(kāi)路電壓V。。及對(duì)應(yīng)的時(shí)間tv傳輸給控制器3。
[0046](4)測(cè)試二:平衡光源開(kāi)，樣品電池10達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，測(cè)試樣品電池10在此狀態(tài)下的短路電流Iscl，偏置電路15給樣品電池10加載反向偏置電流(該反向偏流根據(jù)所測(cè)得的短路電流Isc;1乘以一定系數(shù))，擾動(dòng)光源開(kāi)，輸出脈沖光照射電池，同時(shí)測(cè)試電路16測(cè)試樣品電池10在偏流狀態(tài)下的短路電流Isca，待樣品電池再次達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后結(jié)束測(cè)試，并將所獲得的短路電流U1及對(duì)應(yīng)的時(shí)間tn傳輸給控制器3。
[0047](5)測(cè)試三:平衡光源開(kāi)，樣品電池10達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，關(guān)閉平衡光源，同時(shí)測(cè)試電路16測(cè)試樣品電池10的短路電流，并將所獲得的短路電流Isc;2及對(duì)應(yīng)的時(shí)間tI2傳輸給控制器3。
[0048](6)數(shù)據(jù)計(jì)算處理:控制器3根據(jù)測(cè)試一中接收的開(kāi)路電壓V。。及對(duì)應(yīng)的時(shí)間tv，對(duì)圖3所示的V。。在脈沖光關(guān)閉后的電壓-時(shí)間衰減曲線進(jìn)行擬合，擬合公式為:
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括:測(cè)試光產(chǎn)生組件、測(cè)試模塊和控制器； 所述測(cè)試光產(chǎn)生組件包括光源、多個(gè)開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)控制器、擾動(dòng)光電源和平衡光電源，所述光源包括聚光面、平衡光源和至少一組擾動(dòng)光源，所述開(kāi)關(guān)與平衡光源和擾動(dòng)光源一一對(duì)應(yīng)，所述擾動(dòng)光電源通過(guò)擾動(dòng)光源對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)與擾動(dòng)光源連接，所述平衡光電源通過(guò)平衡光源對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)與平衡光源連接，所述開(kāi)關(guān)控制器通過(guò)平衡光源和擾動(dòng)光源各自對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)與平衡光源和擾動(dòng)光源連接； 所述測(cè)試模塊包括數(shù)控平臺(tái)、選擇器、偏置電路和測(cè)試電路，所述數(shù)控平臺(tái)用于放置樣品電池和標(biāo)定電池，通過(guò)移動(dòng)所述數(shù)控平臺(tái)，能分別使樣品電池和標(biāo)定電池位于所述測(cè)試光產(chǎn)生組件的輸出光路中心，所述偏置電路和所述測(cè)試電路并聯(lián)； 所述控制器分別連接所述開(kāi)關(guān)控制器、所述擾動(dòng)光電源、所述平衡光電源、所述偏置電路和所述測(cè)試電路。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述平衡光源由一組白色LED構(gòu)成，位于所述聚光面的中心，所述擾動(dòng)光源為一組，沿所述聚光面的周向均勻排列。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述平衡光源由一組白色LED構(gòu)成，位于所述聚光面的中心，所述擾動(dòng)光源為多組，各組擾動(dòng)光源沿所述聚光面的周向交叉均勻排列。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試模塊還包括溫控電路，所述控制器連接所述溫控電路。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)均采用NMOS管。
6.如權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)控制器采用80c51單片機(jī)，輸入采用RS232串行通信端口，輸出采用單片機(jī)并行I/O 口，分別與平衡光源和擾動(dòng)光源各自對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)的控制端連接。
7.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換及電荷傳輸特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述偏置電路和所述測(cè)試電路由雙通道電源電表構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H02S50/10GK203590153SQ201320808563
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】王鳴魁, 袁懷亮, 徐曉寶 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)