氛围可控的氧气老化测试箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于老化测试箱的设计和制备技术领域，特别涉及一种氛围可控的氧气老化测试箱。
【背景技术】
[0002]随着化石能源的日益枯竭和其使用所带来的高昂的环境成本，可再生清洁能源的开发和利用受到广泛的关注。太阳能光伏发电技术和产品在全球范围内得到了高速增长，成为最具潜力的清洁能源。目前常见的太阳能电池除了已经工业化生产的晶硅基电池板以夕卜，有机薄膜太阳能电池、CIGS(铜铟镓砸)类太阳能电池、染料敏化型太阳能电池、钙钛矿型太阳能电池等新型太阳能电池的研发也十分火热，其实际应用也已经指日可待。与此同时，评价这些太阳能电池的使用寿命也一直是研宄的重点方向之一，因为这直接关系到光伏产业的成本控制、发电效率等非常关键的问题。
[0003]评价太阳能电池在大气环境下的使用寿命，其中的要点之一是检验组成电池的材料在氧气环境中的使用情况。这是因为目前的太阳能电池，尤其是有机太阳能电池和钙钛矿型太阳能电池的关键活性材料对于空气中氧气的氧化作用非常敏感，在未进行有效封装的情况下，这些活性材料在大气环境下的发电效率会迅速衰减。因此在实验室中进行这类材料及电池在氧气氛围中使用寿命的检验和测试就十分必要。然而目前还没有能够有效地应用于太阳能电池领域的氧气氛围检测的设备。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种氛围可控的氧气老化测试箱，可以在箱体内提供一个氧气含量可调的稳定气氛环境，同时使用加热片控制箱体内的温度，从而达到在不同温度及时间的条件下实现氧气老化试验的功能。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0006]一种氛围可控的氧气老化测试箱，包括:
[0007]位于箱内的用于放置待测样品的样品室11 ;
[0008]向所述样品室11内提供氧气的氧气系统；
[0009]位于箱内的为所述样品室11加热的加热系统；
[0010]以及，
[0011]设置于样品室11内的用于检测其中氧气浓度的氧化锆探头51，所述氧化锆探头51的检测数据输入至带有显示装置的控制系统52。
[0012]所述样品室11与箱体之间设置有保温层12，箱体上设置有连通样品室11与箱外的泄压孔13。
[0013]所述氧气系统包括存储氧气的氧气钢瓶21，氧气钢瓶21的出口通过氧气进气管26连接位于样品室11内的氧气缓冲室27，且在连接管路上依次设置有氧气减压阀22、氧气出气电气阀24、氧气流量计23和氧气过滤器25。
[0014]所述缓冲室27与样品室11之间以多孔缓冲板14隔开。
[0015]所述氧气减压阀22、氧气出气电气阀24和氧气流量计23均与所述控制系统52连接，根据所述氧化锆探头51的检测数据控制氧气出气电气阀24的开启程度。
[0016]所述加热系统包括设置于样品室11下方的云母加热片31和位于样品室11中的温度传感器。
[0017]所述控制系统52与温度传感器以及所述云母加热片31的驱动电路连接，根据接收到的温度数据控制云母加热片31的工作启停。
[0018]与现有技术相比，本发明可在箱体内提供一个氧气含量可调的稳定气氛环境，同时使用加热片控制箱体内的温度，最终达到在不同温度及时间的条件下实现氧气老化试验的功能。
【附图说明】
[0019]图1是本发明结构示意图。
[0020]图2是本发明正视图。
[0021]图3是本发明侧视图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0023]如图1、图2和图3所示，本发明一种氛围可控的氧气老化测试箱，包括样品室11、氧气系统、加热系统、氧化锆探头51以及控制系统52等，其中，样品室11用于放置待测样品，氧气系统向样品室11内提供氧气，加热系统则为样品室11加热，氧化锆探头51用于检测样品室11中的氧气浓度，检测数据输入到控制系统52中，控制系统52控制氧气系统和加热系统的工作，进而稳定样品室11内的温度和氧气浓度。
[0024]具体地，样品室11与箱体之间设置有保温层12，箱体上设置有连通样品室11与箱外的泄压孔13。可在样品室11内设置数量及大小不同的样品架或样品夹进行样品的固定，并达到不同样品同时测试的目的。泄压孔13的设置可以使样品室11内保持一定的压力，防止气压过高或者过低造成设备损坏和危险。
[0025]氧气系统包括存储氧气的氧气钢瓶21，氧气钢瓶21的出口通过氧气进气管26连接位于样品室11内的氧气缓冲室27，且在连接管路上依次设置有氧气减压阀22、氧气出气电气阀24、氧气流量计23和氧气过滤器25。氧气减压阀22、氧气出气电气阀24和氧气流量计23均与控制系统52连接，根据氧化锆探头51的检测数据控制氧气出气电气阀24的开启程度。氧气钢瓶21为系统提供最终的氧气来源，氧气减压阀22调控压力，氧气出气电气阀24控制气流大小，氧气流量计23获取确切的流量信息，氧气过滤器25将氧气进一步纯化，最终进入到缓冲室27，缓冲室27的目的在于防止大量气体突然涌入时所造成的样品损坏，其与样品室11之间以多孔缓冲板14隔开。
[0026]加热系统包括设置于样品室11下方的云母加热片31和位于样品室11中的温度传感器。本发明中也可采用其他加热或制冷装置以满足不同实验的要求，例如电热丝、压缩冷却机等。控制系统52与温度传感器以及所述云母加热片31的驱动电路连接，根据接收到的温度数据控制云母加热片31的工作启停，维持实验过程中温度的恒定，温度控制在 _20 C _150 C 可调；
[0027]氧化锆探头51置于样品室11的内部，感应其中的氧气浓度，并且将数据回传到控制系统52，控制系统52根据该获取的氧气浓度值，通过调节氧气出气电气阀24控制氧气的进入，当达到设定的氧气浓度值时，能够保持样品室内气氛组成的恒定，样品室11内的氧气含量控制在20% -95%可调。
[0028]控制系统52带有显示装置，可采用可编程芯片或工控机，用于实时显示氧气浓度，根据该浓度，可采用人工方式调整调节氧气出气电气阀24，也可利用控制系统52向氧气出气电气阀24的驱动电路输出相应控制信号，实现自动控制。此时其可以实现以下功能:接收并分析各种信号、控制氧气流量、控制样品室内温度、控制实验时间、维持样品室内环境恒定、实时显示各实验参数及样品室内情况、遇非正常及危险情况时发出警报等。
[0029]本发明氛围可控的氧气老化测试箱不仅可用于太阳能电池领域，例如实现太阳能电池的老化测试，还可以应用于其他相似的场景，例如LED、电子芯片、化学化工、橡胶制造等领域。
[0030]本发明氛围可控的氧气老化测试箱可以同时完成氧气老化测试和高温老化测试，并可以将两者结合起来进行测试，同样的，还可以在该设备中加入其它的参数控制设备，如湿度控制、光照及紫外线、辐射等，完成多种老化条件的有机结合。
【主权项】
1.一种氛围可控的氧气老化测试箱，其特征在于，包括: 位于箱内的用于放置待测样品的样品室(11); 向所述样品室(11)内提供氧气的氧气系统； 位于箱内的为所述样品室(11)加热的加热系统； 以及， 设置于样品室(11)内的用于检测其中氧气浓度的氧化锆探头(51)，所述氧化锆探头(51)的检测数据输入至带有显示装置的控制系统(52)。2.根据权利要求1所述氛围可控的氧气老化测试箱，其特征在于，所述样品室(11)与箱体之间设置有保温层(12)，箱体上设置有连通样品室(11)与箱外的泄压孔(13)。3.根据权利要求1所述氛围可控的氧气老化测试箱，其特征在于，所述氧气系统包括存储氧气的氧气钢瓶(21)，氧气钢瓶(21)的出口通过氧气进气管(26)连接位于样品室(11)内的氧气缓冲室(27)，且在连接管路上依次设置有氧气减压阀(22)、氧气出气电气阀(24)、氧气流量计(23)和氧气过滤器(25)。4.根据权利要求3所述氛围可控的氧气老化测试箱，其特征在于，所述缓冲室(27)与样品室(11)之间以多孔缓冲板(14)隔开。5.根据权利要求3所述氛围可控的氧气老化测试箱，其特征在于，所述氧气减压阀(22)、氧气出气电气阀(24)和氧气流量计(23)均与所述控制系统(52)连接，根据所述氧化锆探头(51)的检测数据控制氧气出气电气阀(24)的开启程度。6.根据权利要求3或4所述氛围可控的氧气老化测试箱，其特征在于，所述加热系统包括设置于样品室(11)下方的云母加热片(31)和位于样品室(11)中的温度传感器。7.根据权利要求6所述氛围可控的氧气老化测试箱，其特征在于，所述控制系统(52)与温度传感器以及所述云母加热片(31)的驱动电路连接，根据接收到的温度数据控制云母加热片(31)的工作启停。
【专利摘要】一种氛围可控的氧气老化测试箱，包括：位于箱内的用于放置待测样品的样品室；向所述样品室内提供氧气的氧气系统；位于箱内的为所述样品室加热的加热系统；以及设置于样品室内的用于检测其中氧气浓度的氧化锆探头，所述氧化锆探头的检测数据输入至带有显示装置的控制系统，本发明可以在箱体内提供一个氧气含量可调的稳定气氛环境，同时使用加热片控制箱体内的温度，从而达到在不同温度及时间的条件下实现氧气老化试验的功能。
【IPC分类】G01N17/00
【公开号】CN104914037
【申请号】CN201510379343
【发明人】秦校军, 赵志国, 王一丹, 邬俊波
【申请人】中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司, 中国华能集团公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年7月1日