專利名稱：染料敏化納米薄膜太陽能電池i-v特性和轉(zhuǎn)換效率特性的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料應(yīng)用領(lǐng)域和測試領(lǐng)域，尤其是一種染料敏化納米薄膜太陽 電池轉(zhuǎn)換效率及IPCE特性的測試方法。
背景技術(shù)：
能源問題關(guān)系到全球的可持續(xù)發(fā)展，成為制約社會發(fā)展的關(guān)鍵因素。1991年瑞 士洛桑高等理工學院M.Gratzd教授實驗室報道了全新的染料敏化納米薄膜太陽電池 (Dye-sensitized Solar Cell簡稱DSSC)的研究成果，得到國際上廣泛關(guān)注和重視。與目 前在市場上占主要地位的硅太陽電池的昂貴生產(chǎn)成本和復(fù)雜的制備工藝相比，染料敏 化太陽電池最吸引人的特點是其廉價的原材料和相對簡單的制作工藝，且性能穩(wěn)定、 衰減少，具有遠大的應(yīng)用前景，吸引了眾多的科學家與企業(yè)的投入。
染料敏化納米薄膜太陽電池是利用有機染料分子與半導(dǎo)體納米材料結(jié)合的復(fù)合 體系對太陽能進行光電轉(zhuǎn)換，其主要由以下幾個部分組成含納米多孔半導(dǎo)體薄膜的 光陽極、有機染料、電解質(zhì)及對電極。由于染料敏化納米薄膜太陽電池的內(nèi)部物理和 化學環(huán)境復(fù)雜，電子在傳遞過程中伴隨著復(fù)雜的反應(yīng)過程，同時基于染料敏化太陽能 電池的研究要求，需要了解該類太陽能電池的光伏電流電壓特性(簡稱I-V特性)，即 開路電壓、短路電流、填充因子、轉(zhuǎn)換效率及入射單色光子一電子轉(zhuǎn)化效率特性 (monochromatic incident photon-to-electron conversion efficiency,用IPCE表示)等。 因此其參數(shù)測試方法對研究和提高染料敏化納米薄膜太陽電池轉(zhuǎn)化效率具有非常重大 的實用意義。
目前的太陽電池的IPCE測量標準(國標(中華人民共和國國家標準 GB 110091989—1111236414) 、 ATSM (American Society for Testing and Materials standard E1021))及方法(圖l)不適于DSSC電池的IPCE特性的測量。同樣，目前的太陽電池 的I-V特性測量方法(圖2)也不適于DSSC電池的I-V測量。其原因是DSSC電池相 對硅電池等傳統(tǒng)太陽電池具有顯著的電容特性，這種電容特性與目前IPCE測量系統(tǒng)中 的斬波器頻率的相互作用而引起DSSC的IPCE測量值的失真(圖3);這種電容特性 與目前國標及ATSM的I-V測量系統(tǒng)中的外加電壓掃描速度的相互作用則引起DSSC 電池的I-V測量值的失真(圖4)。以上因素導(dǎo)致適用于目前傳統(tǒng)太陽電池的測量方法 及系統(tǒng)不能準確測量染料敏化太陽電池的參數(shù)，即開路電壓、短路電流、填充因子、 轉(zhuǎn)換效率及IPCE等。本發(fā)明針對染料敏化納米薄膜太陽電池對太陽電池參數(shù)測量方法及系統(tǒng)進行了 改進，提出了適應(yīng)于染料敏化太陽電池的I-V測量和IPCE的測量方法及系統(tǒng)。本發(fā)明 消除了 DSSC電池與傳統(tǒng)太陽電池測量系統(tǒng)相互作用而引起的測量值的失真，從而達 到減小信號衰減和提高測量精度的目的，使信號誤差降低了 10-100倍。因此相比于傳 統(tǒng)測量方法，本發(fā)明提高了信號強度和電池參數(shù)測量的準確度，并且還可以得到樣品 的均勻性參數(shù)，對多孔半導(dǎo)體薄膜光陽極以及整個電池系統(tǒng)提供了研究的基礎(chǔ)，對研 究人員進行電池的工藝改進，有著很大的指導(dǎo)意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種染料敏化納米薄膜太陽電池I-V特性和光電轉(zhuǎn)換效率
IPCE特性的測量方法，克服傳統(tǒng)太陽電池測量方法不能準確測量染料敏化太陽電池的
技術(shù)不足，提高信號強度與精度，提供更加全面的染料敏化太陽電池參數(shù)信息，用以 指導(dǎo)制備工藝的改進，以及染料的研究。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，用于檢測染料敏化納米薄膜太陽能電池各種參數(shù)的方法，
包括如下步驟
1)使用通常太陽電池IPCE測試系統(tǒng)相同的硬件測量染料敏化太陽電池的 IPCE特性數(shù)據(jù)測量值固定染料敏化納米薄膜太陽能電池受光面積的大小，調(diào)節(jié)汞
燈、鹵素燈和気燈平行入射到單色儀，利用己知標準波長譜線253.65, 313.20， 365.48， 404.72， 435.84， 253.65， 546.07 nm，將單色儀波長刻度與其保持一致；
2) 將汞燈、鹵素燈和氖燈以平行入射的方式進入單色儀，通過單色儀的光柵分光 后，將標準參比電池放置于標準樣品架上，固定樣品表面的受光面積為16nmm2，將
標準參比電池接于電流計的兩端；
3) 測量參比電池(硅電池)在200nm單色光照射下的電流信號，使單色儀的出 射的單色光變成210nm，重復(fù)測量，即每隔10nm采樣一次，測量波長范圍為 200nm 1100歸；
4) 換上染料敏化納米薄膜太陽能電池Sl，在同樣條件下采集數(shù)據(jù)，并且利用程 序計算出單波長外量子效率，計算公式為
、 a^/j分別表示染料敏化納米薄膜太陽能電池和參比電池的外量子效率；
、厶e/J分別表示染料敏化納米薄膜太陽能電池和參比電池的電流值；
根據(jù)等效電路、IPCE測量情況下的電路和基爾霍夫定律推導(dǎo)含斬波器頻率、電 池電容的IPCE函數(shù)關(guān)系式，
<formula>formula see original document page 5</formula>5其中，樣品輸出電流值；電池等效電路串聯(lián)電阻；及電池等效電路電 阻參數(shù)；C:電池等效電路電容參數(shù)；f:斬波器斬斷光路時間;"斬波器連通光路時間； 5)染料敏化太陽電池的I-V特性數(shù)據(jù)測量時
5-1)、調(diào)節(jié)好模擬光源，直接垂直入射到樣品的表面，同時固定染料敏化納米薄 膜太陽能電池受光面積，測量電路采用平衡電橋補償電路；
5-2).調(diào)節(jié)恒壓源，測量不同掃描速度的偏壓下樣品流過的電流，得到電壓一電 流測量值Do;
5-3)..根據(jù)等效電路和基爾霍夫定律推導(dǎo)I-V函數(shù)關(guān)系式。
其中，/:樣品輸出電流值；光生電流源；二極管初始電流；&波爾曼 茲常數(shù)；r:溫度；"二極管理想引自；《基本電荷；F^:外加偏壓；電池等 效電路串聯(lián)電阻；電池等效電路并聯(lián)電阻；C^:電池等效電路并聯(lián)電容。
本發(fā)明還可以根據(jù)實測結(jié)果A 和I-V函數(shù)關(guān)系式，用牛頓法優(yōu)化計算I-V函數(shù) 式中各等效電路參數(shù)的數(shù)值。根據(jù)步驟5的等效電路參數(shù)數(shù)值和步驟3的關(guān)系式，推 導(dǎo)出外加掃描速度為0時該染料敏化太陽電池I-V特性值D/、與平均方差不超過" 柳寸的外加電源掃描速度K及該速度對應(yīng)的I-V特性值Ib("^是系統(tǒng)所允許的測量精 度)。也可將外加電源的掃描速度調(diào)至F2,直接測量得到該電池的具有n^精度的I-V 特性數(shù)值"2。這個值就是準確的無掃描速度影響的該DSSC電池的I-V值(如圖6.b) 經(jīng)過程序計算得到樣品的開路電壓Kc，短路電流/。數(shù)據(jù)采集及計算均為計算機程序控制。
被測量波長的波段為200nm-1100nm。所述參比電池是硅電池。
使用與目前的太陽電池IPCE測試系統(tǒng)相同的硬件系統(tǒng)，測量在斬波器的某一頻 率下或若干個頻率下的染料敏化太陽電池的IPCE特性的數(shù)據(jù)值。根據(jù)步驟4)的關(guān)系 式和步驟5)的特性數(shù)據(jù)測量值，推導(dǎo)出該染料敏化太陽電池在無斬波器頻率的影響 下的準確的IPCE特性數(shù)值。
在相同單色光照條件下，測量己知參數(shù)的標準參比電池與實驗染料敏化納米薄膜 太陽能電池的短路電流信號，并且將二者進行對比計算，得到實驗染料敏化納米薄膜 太陽能電池的效率；電池短路電流信號測量的方法為反饋電流計方法；
根據(jù)等效電路、光電輪換效率IPCE的測量電路和基爾霍夫定律，推導(dǎo)出染料敏 化太陽電池的電容特性、外加電壓源掃描速度與電池I-V特性的函數(shù)關(guān)系式；推導(dǎo)出 染料敏化太陽電池測量系統(tǒng)的斬波器頻率與電池IPCE特性的函數(shù)關(guān)系式；量子效率 0^和短路電流^t比值等于標準參比電池量子效率0^,A與其短路電流力e/,;i的比值。推導(dǎo)出該染料敏化太陽電池的電容特性等參數(shù)的數(shù)值、最佳外加電源掃描速度及消除 電源掃描速度與電池電容特性相互作用后的準確的i-v特性數(shù)值，推導(dǎo)出該染料敏化 太陽電池在無斬波器頻率的影響下的準確的IPCE特性數(shù)值。也可在該最佳外加電源掃 描速度下測量得到該電池的準確的I-V特性數(shù)值。
本發(fā)明的機理是根據(jù)等效電路和基爾霍夫定律，從測量數(shù)值中消除測量系統(tǒng)的 斬波器頻率、外加電源掃描速度造成測量結(jié)果的失真，可以簡單、準確地測量染料敏 化太陽電池的I-V特性數(shù)值和IPCE特性數(shù)值。
本發(fā)明的特點是消除了系統(tǒng)的測量失真，可獲得準確的染料敏化太陽電池的I-V 特性和IPCE特性數(shù)據(jù)，具有測量準確的特點。本發(fā)明中測試系統(tǒng)可以通過計算機程序 自動控制，方便快捷，減輕了人工的計算量和工作量，大大地提高了測量密度，得到 可靠的染料敏化太陽電池的微觀參數(shù)，用以指導(dǎo)制備工藝的改進，染料的研究，具有 成本低、功能多、準確度高、自動化、實用性強的特點。傳統(tǒng)太陽電池測試系統(tǒng)在不
增加硬件的情況，可按本發(fā)明對測量數(shù)據(jù)處理即可得到準確的染料敏化太陽電池的i-v
特性和IPCE特性數(shù)據(jù)，減少染料敏化太陽電池參數(shù)測量設(shè)備的成本。
圖l傳統(tǒng)的太陽電池IPCE測量裝置方框圖 圖2傳統(tǒng)的太陽電池I-V
圖3傳統(tǒng)的太陽電池IPCE測量裝置不能準確測量DSSC電池.該系統(tǒng)可準確測量硅太陽 電池的IPCE (淺線所示)，但該系統(tǒng)的斬波器引起DSSC的IPCE測量值失真(深線所示)。 圖4傳統(tǒng)的太陽電池I-V測量裝置不能準確測量DSSC電池
a. 該系統(tǒng)可準確測量硅太陽電池的I-V，不同外加電源掃描速度下的硅電池的I-V 測量值無顯著變化。
b. 不同外加電源掃描速度造成該系統(tǒng)測得DSSC電池的I-V測量值顯著失真。 圖5準確的無斬波器影響的該DSSC電池的IPCE值
圖6中圖a.是外加掃描偏壓示意圖。Td:采樣延遲時間；Tm:采樣積分時間；△ V是電壓步長。圖b是準確的無掃描速度影響的該DSSC電池的I-V值。
具體實施例方式
下面結(jié)合實例對本發(fā)明作進一步說明一、染料敏化太陽電池IPCE特性的測量
采用Oriel模擬光源，鹵素燈以及気燈分別作為光源，利用卓立漢光單色儀，美 國Stanford儀器公司的Model SR830 DSP鎖向放大器、SR830斬波器，以及計算機按 照國標(中華人民共和國國家標準GB110091989—1111236414)、 ATSM(American Society for Testing and Materials standard E1021)的方法測量染料敏化納米薄膜太陽電池樣品在 紫外至可見光波段范圍內(nèi)的IPCE數(shù)值(測量系統(tǒng)如圖1)。測量時用兩塊不同方法制備 的染料敏化太陽電池樣品樣品S1的光陽極采用絲網(wǎng)印刷法制備；樣品S2的光陽極 采用涂覆法制備。測試在如下條件進行光源為Zolix的溴鉤燈，氘燈，以及Oriel模 擬光源，測試溫度為25土2'C。標準參比電池為Newport 818UV-ST探頭硅電池。本發(fā) 明的IPCE測量方法具體包括如下步驟
1. 調(diào)節(jié)汞燈平行入射到單色儀，利用已知標準波長譜線253.65， 313.20, 365.48， 404.72， 435.84， 253.65， 546.07 nm，將單色儀波長刻度與其保持一致。
2. 將鹵素燈和気燈以平行入射的方式進入單色儀，通過單色儀的光柵分光 后，將標準參比電池放置于標準樣品架上，固定樣品表面的受光面積為16nmm2，將 標準參比電池接于電流計的兩端。
3. 測量標準參比電池(硅電池)在200nm單色光照射下的電流信號，使單色 儀的出射的單色光變成210nm，重復(fù)測量，即每隔10nm采樣一次，測量波長范圍為 200nm 1100線
4. 換上實驗樣品Sl，在同樣條件下采取數(shù)據(jù)。并且利用程序計算出單波長外 量子效率。計算公式為
5.根據(jù)等效電路、IPCE測量情況下的電路和基爾霍夫定律推導(dǎo)含斬波器頻率、 電池電容的IPCE函數(shù)關(guān)系式，
<formula>formula see original document page 8</formula>
其中，柳樣品輸出電流值；電池等效電路串聯(lián)電阻；電池等效電路電 阻參數(shù)；C:電池等效電路電容參數(shù)；/:斬波器斬斷光路時間力斬波器連通光路時間。
根據(jù)實測結(jié)果和IPCE函數(shù)關(guān)系式，用牛頓法優(yōu)化計算函數(shù)式中各等效電路參數(shù) 的數(shù)值。
6.根據(jù)等效電路電路參數(shù)，可計算出斬波器頻率為0時該染料敏化太陽電池的 IPCE值，這個值就是準確的無斬波器影響的該DSSC電池的IPCE值(如圖5)。 二、染料敏化太陽電池I-V特性的測量采用Oriel公司模擬光源作為光源，美國吉時利公司生產(chǎn)的小電流源測量儀，測 量染料敏化納米薄膜太陽能電池樣品在I-V特性(測量系統(tǒng)如圖2)。測量時用兩塊不 同方法制備的染料敏化太陽能電池樣品樣品S1的光陽極采用絲網(wǎng)印刷法制備；樣品 S2的光陽極采用涂覆法制備。測試在如下條件進行Oriel模擬光源，測試溫度為25 ±2°C 。標準參比電池為Newport 818UV-ST探頭硅電池。
本發(fā)明的I-V特性測量方法具體包括如下步驟
1、 調(diào)節(jié)好模擬光源，直接垂直入射到樣品的表面，同時固定染料敏化納米薄膜 太陽能電池受光面積的大小為lcm2，搭建平衡電橋補償電路.
2. 調(diào)節(jié)恒壓源，測量不同掃描速度的偏壓下樣品流過的電流，得到電壓一電流 測量值Do。
3..根據(jù)等效電路和基爾霍夫定律推導(dǎo)I-V函數(shù)關(guān)系式。 /",'「V(exp(^^.醇/.")一D-,")+c".憑+C， 其中，/:樣品輸出電流值；光生電流源；/ : 二極管初始電流；&波爾曼 茲常數(shù)；7:溫度；m 二極管理想引自；《基本電荷；F^:外加偏壓；電池等 效電路串聯(lián)電阻；電池等效電路并聯(lián)電阻；C^:電池等效電路并聯(lián)電容。
4. 根據(jù)實測結(jié)果A^和I-V函數(shù)關(guān)系式，用牛頓法優(yōu)化計算I-V函數(shù)式中各等效 電路參數(shù)的數(shù)值。
5、 根據(jù)步驟4的等效電路參數(shù)數(shù)值和步驟3的關(guān)系式，推導(dǎo)出外加掃描速度為 0時該染料敏化太陽電池I-V特性值D/、與Z)/平均方差不超過"MJ寸的外加電源掃描 速度F2及該速度對應(yīng)的I-V特性值D2 (n^是系統(tǒng)所允許的測量精度)。也可將外加電 源的掃描速度調(diào)至^，直接測量得到該電池的具有"^精度的I-V特性數(shù)值i^。這個 值就是準確的無掃描速度影響的該DSSC電池的I-V值(如圖6.b)
經(jīng)過程序計算得到樣品的開路電壓F。c，短路電流^:以及填充因子FF以及轉(zhuǎn)換
效率 〃等參數(shù)。(Sl: K。c-550mV，A^L45mA，^7^58。/。， "=5.11%;)
權(quán)利要求
1、一種染料敏化納米薄膜太陽能電池I-V特性和轉(zhuǎn)換效率特性的測量方法，其特征是包括如下步驟1)使用通常太陽電池IPCE測試系統(tǒng)相同的硬件測量染料敏化太陽電池的IPCE特性數(shù)據(jù)測量值固定染料敏化納米薄膜太陽能電池受光面積的大小，調(diào)節(jié)汞燈、鹵素燈和氘燈平行入射到單色儀，利用已知標準波長譜線253.65，313.20，365.48，404.72，435.84，253.65，546.07nm，將單色儀波長刻度與其保持一致；2)將汞燈、鹵素燈和氘燈以平行入射的方式進入單色儀，通過單色儀的光柵分光后，將標準參比電池放置于標準樣品架上，固定樣品表面的受光面積為16πmm2，將標準參比電池接于電流計的兩端；3)測量參比電池在200nm單色光照射下的電流信號，使單色儀的出射的單色光變成210nm，重復(fù)測量，即每隔10nm采樣一次，測量波長范圍為200nm~1100nm；4)換上染料敏化納米薄膜太陽能電池S1，在同樣條件下采集數(shù)據(jù)，并且利用程序計算出單波長外量子效率，計算公式為Qλ＝Qref，λ·Jλ/Jref，λQλ、Qref，λ分別表示染料敏化納米薄膜太陽能電池和參比電池的外量子效率；Jλ、Jref，λ分別表示染料敏化納米薄膜太陽能電池和參比電池的電流值；根據(jù)等效電路、IPCE測量情況下的電路和基爾霍夫定律推導(dǎo)含斬波器頻率、電池電容的IPCE函數(shù)關(guān)系式，<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>I</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mn>1</mn><msub> <mi>R</mi> <mi>s</mi></msub> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac><msub> <mi>C</mi> <mi>S</mi></msub><mrow> <mi>R</mi> <mo>×</mo> <mi>C</mi></mrow> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>×</mo><mo>[</mo><mo>-</mo><msub> <mi>I</mi> <mi>ph</mi></msub><mo>×</mo><mi>R</mi><mo>+</mo><msub> <mi>U</mi> <mi>Cs</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>t</mi><mrow> <mi>nT</mi> <mn>0</mn></mrow> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>×</mo><mi>exp</mi><mrow> <mo>(</mo> <mo>-</mo> <mfrac><msub> <mi>t</mi> <mn>1</mn></msub><mrow> <mi>R</mi> <mo>×</mo> <mi>C</mi></mrow> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>×</mo><mi>exp</mi><mrow> <mo>(</mo> <mo>-</mo> <mfrac><mrow> <mi>t</mi> <mo>-</mo> <msub><mi>t</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <mi>n</mi> <mo>×</mo> <mi>T</mi></mrow><mrow> <mi>R</mi> <mo>×</mo> <mi>C</mi></mrow> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub> <mi>I</mi> <mi>ph</mi></msub><mo>×</mo><mfrac> <mi>R</mi> <msub><mi>R</mi><mi>S</mi> </msub></mfrac> </mrow>]]></math></maths>其中，I(t)樣品輸出電流值；Rs電池等效電路串聯(lián)電阻；R電池等效電路電阻參數(shù)；C電池等效電路電容參數(shù)；t斬波器斬斷光路時間；t1斬波器連通光路時間；5)染料敏化太陽電池的I-V特性數(shù)據(jù)測量時5-1)、調(diào)節(jié)好模擬光源，直接垂直入射到樣品的表面，同時固定染料敏化納米薄膜太陽能電池受光面積，測量電路采用平衡電橋補償電路；5-2).調(diào)節(jié)恒壓源，測量不同掃描速度的偏壓下樣品流過的電流，得到電壓-電流測量值D0；5-3).根據(jù)等效電路和基爾霍夫定律推導(dǎo)I-V函數(shù)關(guān)系式<maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>I</mi><mo>=</mo><msub> <mi>I</mi> <mi>ph</mi></msub><mo>-</mo><msub> <mi>I</mi> <mn>0</mn></msub><mo>·</mo><mrow> <mo>(</mo> <mi>exp</mi> <mrow><mo>(</mo><mfrac> <mi>q</mi> <mrow><mi>K</mi><mo>·</mo><mi>T</mi><mo>·</mo><mi>n</mi> </mrow></mfrac><mo>·</mo><mrow> <mo>(</mo> <mi>V</mi> <mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>I</mi> <mo>·</mo> <msub><mi>R</mi><mi>s</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mfrac> <mrow><mo>(</mo><mi>V</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>I</mi><mo>·</mo><msub> <mi>R</mi> <mi>s</mi></msub><mo>)</mo> </mrow> <msub><mi>R</mi><mi>sh</mi> </msub></mfrac><mo>+</mo><msub> <mi>C</mi> <mi>sh</mi></msub><mo>·</mo><msub> <mi>R</mi> <mi>s</mi></msub><mo>·</mo><mfrac> <mrow><mi>d</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>I</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mi>d</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac><mo>+</mo><msub> <mi>C</mi> <mi>sh</mi></msub><mo>·</mo><mfrac> <mrow><mi>dV</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mi>d</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac><mo>;</mo> </mrow>]]></math></maths>其中，I樣品輸出電流值；Iph光生電流源；I0二極管初始電流；K波爾曼茲常數(shù)；T溫度；n二極管理想引自；q基本電荷；V(t)外加偏壓；Rs電池等效電路串聯(lián)電阻；Rsh電池等效電路并聯(lián)電阻；Csh電池等效電路并聯(lián)電容。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化納米薄膜太陽能電池I-V特性和轉(zhuǎn)換效率 特性的測量方法，其特征是在步驟l)中，測量電路為平衡電橋補償電路，得到的電 流一電壓曲線。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化納米薄膜太陽能電池I-V特性和轉(zhuǎn)換效率 特性的測量方法，其特征是步驟2)、 3)中電池短路電流信號測量的方法為反饋電流 計測量的方法。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化納米薄膜太陽能電池I-V特性和轉(zhuǎn)換效率 特性的測量方法，其特征是采用的測量波長的波段為200nm-1100nm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化納米薄膜太陽能電池I-V特性和轉(zhuǎn)換效率 特性的測量方法，其特征是所述標準電池是硅電池。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化納米薄膜太陽能電池I-V特性及轉(zhuǎn)換效率 特性的測量方法，其特征是步驟2)、 3)中所求量子效率a^n短路電流JA比值等于 標準參比電池量子效率0^2與其短路電流厶《,的比值。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料敏化納米薄膜太陽能電池I-V特性及轉(zhuǎn)換效率 特性的測量方法，其特征是步驟l) -5)中數(shù)據(jù)采集及計算均為計算機程序控制。
全文摘要
染料敏化納米薄膜太陽能電池I-V特性和轉(zhuǎn)換效率特性的測量方法，步驟如下1)使用通常太陽電池IPCE測試系統(tǒng)相同的硬件測量染料敏化太陽電池的IPCE特性數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)汞燈等入射到單色儀，將單色儀波長刻度與其保持一致；2)將汞燈等以平行入射的方式進入單色儀，將標準參比電池接于電流計的兩端；3)測量參比電池在200nm單色光照射下的電流信號，測量波長范圍為200nm~1100nm；4)換上染料敏化納米薄膜太陽能電池S1，在同樣條件下采集數(shù)據(jù)計算；5)染料敏化太陽電池的I-V特性數(shù)據(jù)測量調(diào)節(jié)好模擬光源，采用平衡電橋補償電路；調(diào)節(jié)恒壓源，測量不同掃描速度的偏壓下樣品流過的電流，得到I-V特性。
文檔編號G01R31/26GK101299054SQ200810123740
公開日2008年11月5日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者濤 于, 元世魁, 張曉波, 張繼遠, 王湘艷, 田志鵬, 田漢民, 鄒志剛 申請人:南京大學