本发明专利技术提供一种太阳能电池性能曲线测量装置，包括：单色光光源装置，用于同时提供两束相同的单色光；快门装置，用于对单色光进行调制；背景光光源装置，用于提供照射到待测电池上的背景光；样品池，用于放置待测电池和参比电池；短路电流转换装置，用于将参比电池和待测电池的短路光电流转换为电压并进行放大；电压测量装置，所述电压测量装置包括调零装置，用于对待测样品对背景光的响应进行调零，以抵消背景光照射所产生的额外电流信号的影响；以及控制及计算装置，用于测量控制和计算待测电池的太阳能电池性能曲线。本发明专利技术能够动态测量太阳能电池在不同背景光照条件下的IPCE曲线和电流响应曲线，能够提高测量精度，减小测量误差，降低成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体材料应用和测试领域，具体地说，本专利技术涉及一种。
技术介绍
合理开发和利用太阳能，发展太阳能电池产业，是人类解决能源危机和环境污染的重大课题。太阳能电池电流响应曲线是指快速加上(去掉)光照时，电池的短路光电流随时间增加(衰减)的变化曲线。太阳能电池IPCE(incident photon-to-electron conversion efficiency)曲线是表征入射光子-电子转换效率的参数，在某一单色光照射下IPCE定义为输出到外电路的电子数与总入射的光子数之比，其数学表达式为 权利要求1.一种太阳能电池性能曲线测量装置，包括单色光光源装置，用于同时提供两束相同的单色光；快门装置，用于对单色光进行调制；背景光光源装置，用于提供照射到待测电池上的背景光；样品池，用于放置待测电池和参比电池；短路电流转换装置，用于将参比电池和待测电池的短路光电流转换为电压并进行放大；电压测量装置，用于测量所述短路电流转换装置的输出电压信号，所述电压测量装置包括调零装置，用于对待测样品对背景光的响应进行调零，以抵消背景光照射在太阳能电池上所产生的额外电流信号的影响；以及控制及计算装置，用于控制单色光光源装置、快门装置和电压测量装置，以及用于计算待测电池的太阳能电池性能曲线。2.根据权利要求1所述的太阳能电池性能曲线测量装置，其特征在于，用于放置待测电池的样品池是控温样品池。3.根据权利要求1所述的太阳能电池性能曲线测量装置，其特征在于，所述调零装置采用偏压装置。4.根据权利要求1所述的太阳能电池性能曲线测量装置，其特征在于，所述电压测量装置包括双刀双掷开关(11)、多路复用器(12)、锁相放大器(13)、偏压装置(14)和数据采集卡(1 ；所述双刀双掷开关(11)公共端的两个接线柱分别与所述短路电流转换装置 (10)的两个输出端相连；所述双刀双掷开关(11)的某一非公共端的两个接线柱分别与多路复用器(12)的两个输入端相连；所述双刀双掷开关(11)的另一非公共端的两个接线柱分别与所述偏压装置(14)的输入端和所述数据采集卡(1 的某一输入端连接，其中与偏压装置(14)的输入端相对应的为待测电池的信号；所述多路复用器(1 由计算机(16)控制，用于在两个输入信号之间进行切换并输出；所述多路复用器(12)的输出端与所述锁相放大器(1 的输入端连接；所述偏压装置(14)用于在输入电压信号上叠加一直流偏置电压并输出；所述偏压装置(14)的输出端与数据采集卡(1 的另一输入端相连；所述锁相放大器(1 用于测量输入电压信号中的交流成分；所述数据采集卡(1 用于将电压模拟信号转换为数字信号。5.一种利用权利要求1所述的太阳能电池性能曲线测量装置的太阳能电池性能曲线测量方法，包括下列步骤1)调节得到所需要的背景光光强；2)调节偏压装置，使所述电压测量装置所测得的信号值为零；3)打开单色光光源，调节到需要的波长；4)通过电压测量装置测得所需的太阳能电池性能曲线。6.根据权利要求5所述的太阳能电池性能曲线测量方法，其特征在于，所述步骤1)还包括将样品池调节到所需要的温度。7.根据权利要求5所述的太阳能电池性能曲线测量方法，其特征在于，所述步骤4)包括下列子步骤41)将快门开启或关断，或以指定频率f将快门开启和关断；上42)通过电压测量装置采集数据，进而通过控制及计算装置得到电流响应曲线。8.根据权利要求5所述的太阳能电池性能曲线测量方法，其特征在于， 在所述步骤1)之前关断快门； 在所述步骤2)和步骤幻之间开启快门； 所述步骤4)包括下列子步骤41)确定IPCE曲线测量的待测波段和扫描步长；42)依照当前波长，同时生成两束相同的单色光并同时照射到参比电池和待测电池43)延迟t时间后，数据采集卡测出参比电池和待测电池的短路光电流；44)计算当前波长所对应的IPCE值，所述IPCE值的计算公式为9.根据权利要求5所述的太阳能电池性能曲线测量方法，其特征在于，在所述步骤1) 之前关断快门；所述步骤4)包括下列子步骤41)确定IPCE曲线测量的待测波段和扫描步长；42)依照当前波长，同时生成两束相同的单色光并同时照射到参比电池和待测电池上43)快门开启，延迟t时间后，测出参比电池和待测电池的短路光电流；44)快门关断，延迟t时间后，测出参比电池和待测电池的短路光电流；45)计算当前波长所对应的IPCE值，所述IPCE值的计算公式为10.根据权利要求5所述的太阳能电池性能曲线测量方法，其特征在于，所述电压测量装置包括多路复用器和锁相放大器，在所述步骤1)之前，将快门以指定频率f开启和关断； 所述步骤4)包括下列子步骤41)确定IPCE曲线测量的待测波段和扫描步长；42)依照当前波长，同时生成两束相同的单色光并同时照射到参比电池和待测电池上43)多路复用器输出待测电池通道的信号，锁相放大器测出待测电池的短路光电流；44)多路复用器输出参比电池通道的信号，锁相放大器测出参比电池的短路光电流；45)计算当前波长所对应的IPCE值，所述IPCE值的计算公式为全文摘要本专利技术提供一种太阳能电池性能曲线测量装置，包括单色光光源装置，用于同时提供两束相同的单色光；快门装置，用于对单色光进行调制；背景光光源装置，用于提供照射到待测电池上的背景光；样品池，用于放置待测电池和参比电池；短路电流转换装置，用于将参比电池和待测电池的短路光电流转换为电压并进行放大；电压测量装置，所述电压测量装置包括调零装置，用于对待测样品对背景光的响应进行调零，以抵消背景光照射所产生的额外电流信号的影响；以及控制及计算装置，用于测量控制和计算待测电池的太阳能电池性能曲线。本专利技术能够动态测量太阳能电池在不同背景光照条件下的IPCE曲线和电流响应曲线，能够提高测量精度，减小测量误差，降低成本。文档编号G01R19/00GK102338847SQ20101023452公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月20日 优先权日2010年7月20日专利技术者孟庆波, 李冬梅, 罗艳红, 郭晓枝 申请人:中国科学院物理研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种太阳能电池性能曲线测量装置，包括：单色光光源装置，用于同时提供两束相同的单色光；快门装置，用于对单色光进行调制；背景光光源装置，用于提供照射到待测电池上的背景光；样品池，用于放置待测电池和参比电池；短路电流转换装置，用于将参比电池和待测电池的短路光电流转换为电压并进行放大；电压测量装置，用于测量所述短路电流转换装置的输出电压信号，所述电压测量装置包括调零装置，用于对待测样品对背景光的响应进行调零，以抵消背景光照射在太阳能电池上所产生的额外电流信号的影响；以及控制及计算装置，用于控制单色光光源装置、快门装置和电压测量装置，以及用于计算待测电池的太阳能电池性能曲线。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆波，郭晓枝，罗艳红，李冬梅，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：11
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