专利名称：采用无触点方式确定光转换器特征的方法
技术领域：
本发明涉及用于确定光转换器材料的最大开路电压的方法。
背景技术：
薄膜电池类的太阳能电池大多基于光转换器材料和电流收集材料的层叠结构，例如非晶硅电池、碲化镉电池、砷化镓电池或其他III-V化合物电池，或者例如基于铜、镓、铟化二硒等的半导体化合物电池。鉴于开发整体装置的困难性，更可取的是关注于对光转换器材料的选择。为了实现对光转换器材料的最佳选择，就需确定材料的光电性能，以便推断出整 体装置可能获得的效率。为此，尤其是对于薄膜技术，通常必需开发特定技术步骤来消除触点所带来的影响，否则就有可能影响甚至决定该触点/光转换器材料的系统性能。提供这些触点的最优化因此可能是耗时的，并且不会对最终的光电装置有任何真正附加值的贡献，其中设置触点当然是必要的但不过还会受到其它技术约束。因此，需要一种方法，能够直接测量光转换器材料的光电性能，以便估算使用该光转换器材料所能获得的太阳能电池的效率，而无需对该材料进行成型和处理或设置触点。
发明内容
为满足这一需求，本发明提出一种采用无触点方式来确定光转换器材料的最大开路电压的方法。本发明提出一种用于确定光转换器材料在测量光强度IO下的最大开路电压(Vco)的方法，所述方法包括如下步骤通过使用第一光源辐照光转换器材料来测量光转换器材料的光致发光强度，第一光源具有对应于大于该光转换器材料的吸收能(Eg)的第一激发能的第一光强度Il和第一波长(λ 1)，其中第一光强度Il大致等于测量光强度10，通过使用第二光源以第二波长(λ 2)辐照光转换器材料来测量光转换器材料的吸收率，第二光源具有第二波长(λ 2)和第二光强度12，其中第二波长大致等于光转换器材料的光致发光波长，以及，使用在大致相同波长下测量获得的吸收率和光致发光强度来确定光转换器材料在测量光强度IO下的最大开路电压(Vco)，其中，光源和光转换器材料设置成由材料辐照表面所入射和射出的光线与由检测器所收集到的光线的角分布大体相同。有利的是，本发明的方法允许直接确定给定光转换器材料所能达到的开路电压，而无需对该材料进行成型或处理或设置触点。根据本发明的方法还以单独或任何可能组合方式包括下述一项或多项可选的特征
使用下述方程式确定开路电压(Vco)
权利要求
1.用于确定光转换器材料在测量光强度IO下的最大开路电压(Vco)的方法，所述方法包括如下步骤 通过使用第一光源辐照光转换器材料来测量光转换器材料的光致发光强度，第一光源具有第一光强度Il和对应于大于光转换器材料的吸收能(Eg)的第一激发能的第一波长(入1)，第一光强度Il大致上等于测量光强度10， 通过使用第二光源以第二波长(λ 2)辐照光转换器材料来测量光转换器材料的吸收率，第二光源具有大致等于光转换器材料的光致发光波长的第二波长(λ 2)和第二光强度(12)，以及， 使用在大致相同波长下测量获得的吸收率和光致发光强度来确定光转换器材料在测量光强度IO下的最大开路电压(Vco), 其中，所述光源和光转换器材料设置成材料辐照表面所入射和射出的光线与由检测器所收集的光线的角分布大体相同。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述开路电压(Vco)使用下述方程式来确定
3.根据权利要求I或2任一项所述的方法，其特征在于，所述光转换器材料(10)、第一和第二光源和光测量装置(18)设置成光转换器材料(10)的辐照立体角大致等于光测量装置(18)的收集立体角。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述光转换器材料(10)放置在光度计圆球结构(12)中，使之由第一和第二光源间接辐照。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述光致发光强度和/或吸收率的测量可使用二极管和分光计来进行。
6.用于确定光转换器材料的能效的方法，所述方法包括如下步骤 通过根据上述权利要求任一所述的方法，确定光转换器材料(10)在测量光强度IO下的最大开路电压(Vco),通过以大致等于测量光强度IO的第三光强度13和不同的波长测量材料的吸收率来确定光转换器材料的光电流， 根据下述方程式确定光转换器材料在光强度IO下的能效 效率=Vco*Icc*FF/Pinc, 其中，Icc是光转换器材料的光电流， Vco是光转换器材料的最大开路电压， FF是光转换器材料的波形因数，以及， Pinc是入射功率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述光转换器材料的光电流使用下述方程式来确定 Icc = / a(v)C>(v)dv， 其中，Icc是光转换器材料的确定光电流， a( λ )是光转换器材料在测量光强度IO下的吸收率，以及， Φ (λ)是入射光通量。
8.用于确定光转换器材料在强度IO的光源辐照下可获取的功率的方法，所述方法包括如下步骤 通过根据权利要求I至5中任一项所述的方法，其特征在于，确定光转换器材料在介于·10/20和IO之间的多个光强度Ij下的最大开路电压Vco，通过根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，确定光转换器材料的光电流Icc, 通过绘制作为Vco(Ij)的函数的Icc*Ij/I0来确定光转换器材料可获取的功率。
全文摘要
本发明涉及一种用于确定光转换器材料在测量光强度I0下的最大开路电压(Vco)和能够输出的功率的方法，该方法包括如下步骤测量材料的光致发光强度；以大致等于光转换器材料的光致发光波长的第二波长(λ2)来测量光转换器材料的吸收率；籍助于以大体相同的波长所测量获得的吸收率和光致发光强度来确定光转换器材料在测量光强度I0下的最大开路电压(Vco)；所述发明的特征在于，所述光源和光转换器材料设置成材料辐照表面上入射和射出的光线与由检测器所收集的光线的角分布大体相同。
文档编号G01R31/26GK102947693SQ201180018136
公开日2013年2月27日 申请日期2011年2月7日 优先权日2010年2月5日
发明者金-弗朗索斯·古伊莱莫莱斯, 阿诺德·埃切伯里, 伊莎贝勒·吉拉德, 皮埃尔·塔安-文 申请人:国家科学研究中心, 法国电力公司, 圣康丁昂伊夫利纳－凡尔赛大学