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原文传递一种原位实时表征太阳能电池内部界面的监测方法及系统

专利名称：	一种原位实时表征太阳能电池内部界面的监测方法及系统
摘要：	本发明揭示了一种原位实时表征太阳能电池内部界面的监测方法及系统。所述监测方法包括：以激光光源对工作状态下的太阳能电池进行辐照和拉曼光谱扫描，并采集拉曼光谱，同时实时监测电池光伏性能，对获得的拉曼光谱与I‑V伏安特性曲线同步数据进行分析处理，实现原位实时表征太阳能电池内部界面。所述系统包括：激光光源，至少用以对工作状态下的太阳能电池进行辐照和拉曼光谱扫描；拉曼光谱采集单元；检测单元，至少用以对所述太阳能电池的电池光伏性能进行监测，以及，分析处理单元，至少用以获得拉曼光谱位移和太阳能电池性能及效率之间的关系。本发明操作简便，适用于监测太阳能电池工作状态下内部界面结构与组成随着光伏效应而变化的信息。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	长春工业大学
发明人：	毛竹;叶雨桐
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201910624699.1
公开号：	CN110274900A
代理机构：	南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	王茹
分类号：	G01N21/65(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	130000 吉林省长春市延安大路17号
主权项：	1.一种原位实时表征太阳能电池内部界面的监测方法，所述太阳能电池包括光阳极、染料、电解液和对电极，其特征在于包括：提供激光光源；以所述激光光源对工作状态下的太阳能电池进行辐照和拉曼光谱扫描，并采集拉曼光谱，同时实时监测电池光伏性能，对获得的拉曼光谱与I-V伏安特性曲线同步数据进行分析处理，实现原位实时表征太阳能电池内部界面。 2.根据权利要求1所述的原位实时表征太阳能电池内部界面的监测方法，其特征在于：所述太阳能电池包括染料敏化太阳能电池。 3.根据权利要求1所述的原位实时表征太阳能电池内部界面的监测方法，其特征在于包括：以激光光源对所述太阳能电池的光阳极进行辐照，再将激光聚焦在光阳极和染料界面以采集拉曼光谱，获得光阳极、染料及电解液的结构及组成变化信息，同时以检测单元采集太阳能电池工作过程中的I-V伏安特性曲线，从而利用拉曼光谱可获得与I-V伏安特性曲线实时对应的电池内部光阳极、染料及电解液的结构及组成变化信息。 4.根据权利要求3所述的原位实时表征太阳能电池内部界面的监测方法，其特征在于：所述检测单元包括对太阳能电池外接电路配置数字源表或电化学工作站；优选的，所述监测方法包括：在LSV线性扫描模式下，采用电化学工作站采集太阳能电池的I-V伏安特性曲线。 5.根据权利要求3所述的原位实时表征太阳能电池内部界面的监测方法，其特征在于还包括：对获得的拉曼光谱的特征峰进行确认，从而获取太阳能电池中载流子传输与染料、光阳极及电解液的结构及组成变化信息之间的关系。 6.根据权利要求5所述的原位实时表征太阳能电池内部界面的监测方法，其特征在于还包括：对获得的拉曼光谱进行分析处理，从而获得拉曼光谱位移和衡量电池性能指标之间的关系；优选的，所述衡量电池性能指标包括太阳能电池短路电流、开路电压、填充因子及光电转换效率。 7.根据权利要求1所述的原位实时表征太阳能电池内部界面的监测方法，其特征在于：所述激光光源包括单光路光源或双光路光源。 8.根据权利要求7所述的原位实时表征太阳能电池内部界面的监测方法，其特征在于包括：以拉曼光谱仪的激发光源收集拉曼光谱，而采用第二激光光源作为太阳能电池的辐照光源。 9.根据权利要求1所述的原位实时表征太阳能电池内部界面的监测方法，其特征在于：所述激光光源的波长为325nm～1064nm，扫描时间为0.01s～60s。 10.应用于权利要求1-9中任一项所述方法的原位实时表征太阳能电池内部界面的监测系统，其特征在于包括：激光光源，至少用以对工作状态下的太阳能电池进行辐照和拉曼光谱扫描；拉曼光谱采集单元，获得光阳极、染料及电解液的结构及组成的实时变化信息；检测单元，至少用以对所述太阳能电池的电池光伏性能进行监测，获得I-V伏安特性曲线以表征太阳能电池的性能；以及，分析处理单元，至少用以获得拉曼光谱位移和太阳能电池性能及效率之间的关系。
所属类别：	发明专利