。
[0023]电子束发射装置20位于可加热承载台10的上方，其用于发射电子束对固定在承载基台11上的待测试的太阳能电池材料结构60的表面进行线扫描，其中，扫描长度(其指的是电子束在太阳能电池材料结构60的表面行走的一段距离)在50?10um之间。如此，当电子束入射到太阳能电池材料结构60的表面时，半导体处于非平衡状态，产生非平衡载流子，即电子空穴对。通常所说的非平衡载流子都指的是非平衡少数载流子，这是因为非平衡少数载流子的浓度可以比平衡的少数载流子浓度大的多，它们的影响是不可忽略的。产生的非平衡载流子并不是立即全部消失，而是有一个过程，它们在导带和价带中有一定的生存时间。这些非平衡载流子会由浓度高的位置向浓度低的位置扩散，但并不会无限制的进行扩散，最终这些非平衡载流子会与体材料的多子进行复合，进而发射光子，即产生光信号。换句话说，这种复合也就是处于激发态的非平衡载流子向较低的能级跃迁，例如，导带的电子跃迁到价带，与价带的空穴复合，并伴随着发射光子。
[0024]光电转换装置30用于采集待测试的太阳能电池材料结构60的表面经过电子束发射装置20发射的电子束扫描激发后产生的光，并将采集的光的信号转换为电信号。为此，光电转换装置30包括:平行光转换器件31可例如是内壁镀制有反射膜的抛物型反射镜，其设置在可加热承载台10与电子束发射装置20之间，用于将待测试的太阳能电池60的表面经过电子束发射装置20发射的电子束扫描激发后产生的光转换为平行光；光学透镜32可例如是凸透镜，其用于将平行光转换器件31转换成的平行光聚焦为聚焦光；图像传感器33可例如是电荷耦合器件(CCD)，其设置在光学透镜32的焦点位置处，用于接收经光学透镜32聚焦后的光，并将接收的聚焦后的光的信号转换为电信号。此外，为了将平行光转换器件31转换成的平行光中的杂散光过滤掉，光电转换装置30进一步包括设置在光学透镜32与图像传感器33之间的滤波器34。
[0025]计算处理装置40用于接收光电转换装置30的图像传感器33产生的电信号，并采用现有技术的计算方法对接收到的电信号进行计算处理，从而获得待测试的太阳能电池60的扩散长度。
[0026]此外，为了对电子束发射装置20发射的电子束进行会聚，以使入射到太阳能电池材料结构60的表面的电子束的光斑直径尽量小，从而更好地会聚电子束的能量，根据本发明的实施例的太阳能电池的测试设备进一步包括设置在电子束发射装置20下方的电磁透镜50，用于对电子束发射装置20发射的电子束进行光斑会聚。
[0027]此外，为了使的电子书发射装置20发射的电子束能够到达太阳能电池材料结构60的表面，在平行光转换器件31的顶部(即正对电子束的位置)开设有通孔311，所述电子束通过通孔311到达太阳能电池材料结构60的表面，进而对太阳能电池材料结构60的表面进行扫描。
[0028]此外，由于电子束发射装置20发射的电子束在大气中受空气分子的散射作为，会极大地减少电子束的寿命，因此，为了延长电子束发射装置20发射的电子束的寿命,可将可加热承载台10、太阳能电池材料结构60、电子束发射装置20、电磁透镜50以及平行光转换器件31设置在真空状态下；或者将根据本发明的实施例的太阳能电池的测试设备整体设置在真空状态下。
[0029]此外，需要说明的是，在本实施例中，光、光子、光信号、光的信号表达相同的意思。
[0030]综上所述，根据本发明的实施例的太阳能电池的测试设备的结构简单，并且在测试过程中无需使待测试的太阳能电池制备电极，也无需使待测试的太阳能电池的侧面面对电子束发射装置，从而使得测试准备工作简化，方便操作。此外，由于电子束具有一定的能量，可以穿透一定厚度的材料，既可以入射到到太阳能电池的单层材料的表面直接在其体材料上产生非平衡载流子，也可以穿透到太阳能电池的PN异质结中的阱材料，能够更大限度地简化其温度高于室温的太阳能电池的扩散长度的测试。
[0031]虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解:在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。
【主权项】
1.一种太阳能电池的测试设备，其特征在于，包括: 可控温承载台，用于承载待测试的太阳能电池，并将待测试的太阳能电池的温度保持在一预定温度； 电子束发射装置，位于可加热承载台的上方，用于发射电子束对待测试的太阳能电池的表面进行扫描； 光电转换装置，设置于可加热承载台与电子束发射装置之间，用于采集待测试的太阳能电池的表面经过所述电子束激发后产生的光信号，并将采集的光信号转换为电信号；计算处理装置，用于接收光电转换装置产生的电信号，并对接收到的电信号进行计算处理，获得待测试的太阳能电池的扩散长度。2.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，还包括: 电磁透镜，位于电子束发射装置的下方，用于对电子束发射装置发射的电子束进行会聚。3.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述光电转换装置包括: 平行光转换器件，用于将待测试的太阳能电池的表面经过所述电子束激发后产生的光转换为平行光； 光学透镜，用于对所述平行光进行聚焦； 图像传感器，设置在光学透镜的焦点处，用于接收经光学透镜聚焦后的光，并将接收的光信号转换为电信号。4.根据权利要求3所述的测试设备，其特征在于，所述平行光转换器件的顶部设有通孔，其中，所述电子束通过所述通孔对待测试的太阳能电池的表面进行扫描。5.根据权利要求3或4所述的测试设备，其特征在于，所述光电转换装置还包括:滤光器，设置在光学透镜与图像传感器之间。6.根据权利要求3所述的测试设备，其特征在于，所述可加热承载台、所述待测试的太阳能电池、所述电子束发射装置、所述电磁透镜以及所述平行光转换器件被设置于真空中。7.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述测试设备被设置于真空中。8.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述可加热承载台包括: 承载基台，用于承载待测试的太阳能电池； 温度控制器，设置在承载基台之内，用于将承载在承载基台上的待测试的太阳能电池保持在所述预定温度。
【专利摘要】本发明公开一种太阳能电池的测试设备，包括：可控温承载台，用于承载待测试的太阳能电池，并将待测试的太阳能电池的温度保持在一预定温度；电子束发射装置，位于可加热承载台的上方，用于发射电子束对待测试的太阳能电池的表面进行扫描；光电转换装置，设置于可加热承载台与电子束发射装置之间，用于采集待测试的太阳能电池的表面经过所述电子束激发后产生的光信号，并将采集的光信号转换为电信号；计算处理装置，用于接收光电转换装置产生的电信号，并对接收到的电信号进行计算处理，获得待测试的太阳能电池的扩散长度。本发明的太阳能电池的测试设备，其结构简单，操作方便。
【IPC分类】H02S50/10
【公开号】CN105099365
【申请号】CN201410205739
【发明人】代盼, 陆书龙, 季莲, 谭明, 吴渊渊, 杨辉
【申请人】中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月15日