[實用新型]一種實驗室應用的小面積鈣鈦礦太陽能電池光電性能測試夾具

有效

• 申請號: 201720266342.7
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN206977388U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 孫嘉賢;林豪宇;潘劍輝;陳達
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H02S50/15
• 分類號: H02S50/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于太陽能電池的測試技術領域，尤其涉及一種實驗室應用的小面積鈣鈦礦太陽能電池光電性能測試夾具。

背景技術

太陽能是一種取之不盡、用之不竭的清潔可再生能源。隨著世界各國對環境的保護和對再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池將是利用太陽能比較切實可行的方法，可為人類未來大規模地利用太陽能開辟廣闊的前景。鈣鈦礦太陽能電池近年來快速發展的一種新型太陽能電池，目前實驗室報道的最高效率已經超過了20％，具有高效率、制造工藝簡單、材料來源廣泛、低成本、可低溫制備和使用柔性襯底等優點，越來越受到眾多世界各國科研工作者和企業家們的關注，有望在不久的將來實現產業化，具有潛在的應用前景。因此，近年來國內外有很多課題組在開展鈣鈦礦太陽能電池方面的科研工作，取得了相當不錯的科研成果和研究進展。然而，目前鈣鈦礦太陽能電池尚處于實驗室研究階段，已經報道的研究成果都是在實驗室展開，采用的都是小面積電池(≤1cm²)，離真正的產業化和商業應用還有較長的路要走。

目前國內實驗室制作的小面積鈣鈦礦太陽能電池光電性能(電流-電壓曲線) 普遍采用電化學工作站或吉時利源表來進行測試，測試線分別利用鱷魚夾夾持鈣鈦礦太陽能電池的正電極(通常為熱蒸鍍的約100nm厚金屬電極或絲網印刷的碳電極)和負電極(通常為導電玻璃FTO或ITO)，在模擬光源照射下采集光電信號，獲取待測電池的光電性能。然而，使用鱷魚夾夾持鈣鈦礦太陽能電池有許多不足之處：一方面由于小面積鈣鈦礦太陽能電池的電極通常很小，很難保證鱷魚夾能夠夾持到位，容易造成接觸不良，影響鈣鈦礦太陽能電池光電性能的測試，影響測試數據的準確性；另一方面，鱷魚夾質地堅硬，多次夾持也容易對小面積鈣鈦礦太陽能電池樣品造成損傷，影響樣品的測試結果。因此，有必要發明設計一種實驗室應用的小面積鈣鈦礦太陽能電池測試夾具來解決上述問題。

湘潭大學王金斌等人發明了一種鈣鈦礦太陽能電池光電性能測試夾具(申請號：201510112081.9)，該夾具包括底座、底座橡膠墊板、固定板、固定板橡膠墊板、螺絲桿等主要部件，固定板將鈣鈦礦太陽能電池固定于底座橡膠墊板上的凹槽，使電池的正負極分別與置于底座橡膠墊板凹槽中的導電片緊密接觸來實現太陽能電池的夾持，從而可以避免太陽能電池在傳統光電性能測試過程中鱷魚夾對金屬電極或碳電極的損壞；同時該專利還可以通過通光面積調節板來改變太陽能電池的光照面積。盡管該專利發明的夾具通過導電片緊密接觸方式來夾持太陽能電池，能夠避免鱷魚夾對金屬電極或碳電極的損傷效應，但是有兩個明顯缺陷：一是擠壓方式無法保證導電片與太陽能電池正負極的良好電接觸，尤其是當電極片或導電片表面不平的情況下；二是該專利提供的夾具適用測試的電池面積比較大(1.5cm×1cm)，而且電池結構類型與實驗室目前普遍開展的小面積鈣鈦礦太陽能電池結構也不一樣，盡管可以通過調節光照面積調節板來改變太陽能電池的光照面積，但無法改變電池結構類型和電池面積偏大的這種情況，顯然不適用于實驗室目前普遍開展的小面積鈣鈦礦太陽能電池結構(≤1cm²)。

發明內容

本發明的目的在于提供一種方便且能精確測量的適用于實驗室小面積鈣鈦礦太陽能電池光電性能的夾具，該夾具分別通過3個彈針與鈣鈦礦太陽能電池正電極、負電極保持緊密接觸并提供良好的電接觸，能夠有效避免傳統鱷魚夾夾持過程中對電池電極的損傷。此外，該夾具可以同時夾持構建在同一導電基板上的三個小電池并保證良好的電接觸，這樣測試時可以方便地在不同電池之間進行切換，避免傳統測試時鱷魚夾需要頻繁地夾持不同電池電極帶來的電池電極損傷。本發明具有結構簡單、設計合理、實用性強、操作方便和成本低等優點，特別適用于實驗室制作的小面積鈣鈦礦太陽能電池光電性能測試。

為實現以上發明的目的，本發明采用以下技術方案：一種實驗室應用的小面積鈣鈦礦太陽能電池光電性能測試夾具，包含：ABS底座、有機玻璃基座、有機玻璃透光層、固定螺栓；ABS底座、有機玻璃基座、有機玻璃透光層都設有固定用的螺孔，有機玻璃基座通過標準螺栓固定在ABS底座上。

作為本發明的進一步改進，所述有機玻璃基座中央設有凹槽，凹槽大小和鈣鈦礦太陽能電池片的尺寸相對應，用于放置并固定待測鈣鈦礦太陽能電池片；凹槽底部設有均勻分布的三橫四列共十二個頂針，其中最左側一列3個頂針為電池負電極頂針，其余3列則對應于3個不同電池的正電極頂針；所述底座上設有分別與電池正電極頂針和負電極頂針用導線相連的第一接線柱和第二接線柱。