氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于老化測(cè)試箱的設(shè)計(jì)和制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著化石能源的日益枯竭和其使用所帶來的高昂的環(huán)境成本，可再生清潔能源的開發(fā)和利用受到廣泛的關(guān)注。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)得到了高速增長(zhǎng)，成為最具潛力的清潔能源。目前常見的太陽能電池除了已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的晶硅基電池板以夕卜，有機(jī)薄膜太陽能電池、CIGS(銅銦鎵砸)類太陽能電池、染料敏化型太陽能電池、鈣鈦礦型太陽能電池等新型太陽能電池的研發(fā)也十分火熱，其實(shí)際應(yīng)用也已經(jīng)指日可待。與此同時(shí)，評(píng)價(jià)這些太陽能電池的使用壽命也一直是研宄的重點(diǎn)方向之一，因?yàn)檫@直接關(guān)系到光伏產(chǎn)業(yè)的成本控制、發(fā)電效率等非常關(guān)鍵的問題。
[0003]評(píng)價(jià)太陽能電池在大氣環(huán)境下的使用壽命，其中的要點(diǎn)之一是檢驗(yàn)組成電池的材料在氧氣環(huán)境中的使用情況。這是因?yàn)槟壳暗奶柲茈姵?，尤其是有機(jī)太陽能電池和鈣鈦礦型太陽能電池的關(guān)鍵活性材料對(duì)于空氣中氧氣的氧化作用非常敏感，在未進(jìn)行有效封裝的情況下，這些活性材料在大氣環(huán)境下的發(fā)電效率會(huì)迅速衰減。因此在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行這類材料及電池在氧氣氛圍中使用壽命的檢驗(yàn)和測(cè)試就十分必要。然而目前還沒有能夠有效地應(yīng)用于太陽能電池領(lǐng)域的氧氣氛圍檢測(cè)的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱，可以在箱體內(nèi)提供一個(gè)氧氣含量可調(diào)的穩(wěn)定氣氛環(huán)境，同時(shí)使用加熱片控制箱體內(nèi)的溫度，從而達(dá)到在不同溫度及時(shí)間的條件下實(shí)現(xiàn)氧氣老化試驗(yàn)的功能。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱，包括:
[0007]位于箱內(nèi)的用于放置待測(cè)樣品的樣品室11 ;
[0008]向所述樣品室11內(nèi)提供氧氣的氧氣系統(tǒng)；
[0009]位于箱內(nèi)的為所述樣品室11加熱的加熱系統(tǒng)；
[0010]以及，
[0011]設(shè)置于樣品室11內(nèi)的用于檢測(cè)其中氧氣濃度的氧化鋯探頭51，所述氧化鋯探頭51的檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入至帶有顯示裝置的控制系統(tǒng)52。
[0012]所述樣品室11與箱體之間設(shè)置有保溫層12，箱體上設(shè)置有連通樣品室11與箱外的泄壓孔13。
[0013]所述氧氣系統(tǒng)包括存儲(chǔ)氧氣的氧氣鋼瓶21，氧氣鋼瓶21的出口通過氧氣進(jìn)氣管26連接位于樣品室11內(nèi)的氧氣緩沖室27，且在連接管路上依次設(shè)置有氧氣減壓閥22、氧氣出氣電氣閥24、氧氣流量計(jì)23和氧氣過濾器25。
[0014]所述緩沖室27與樣品室11之間以多孔緩沖板14隔開。
[0015]所述氧氣減壓閥22、氧氣出氣電氣閥24和氧氣流量計(jì)23均與所述控制系統(tǒng)52連接，根據(jù)所述氧化鋯探頭51的檢測(cè)數(shù)據(jù)控制氧氣出氣電氣閥24的開啟程度。
[0016]所述加熱系統(tǒng)包括設(shè)置于樣品室11下方的云母加熱片31和位于樣品室11中的溫度傳感器。
[0017]所述控制系統(tǒng)52與溫度傳感器以及所述云母加熱片31的驅(qū)動(dòng)電路連接，根據(jù)接收到的溫度數(shù)據(jù)控制云母加熱片31的工作啟停。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可在箱體內(nèi)提供一個(gè)氧氣含量可調(diào)的穩(wěn)定氣氛環(huán)境，同時(shí)使用加熱片控制箱體內(nèi)的溫度，最終達(dá)到在不同溫度及時(shí)間的條件下實(shí)現(xiàn)氧氣老化試驗(yàn)的功能。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明正視圖。
[0021]圖3是本發(fā)明側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0023]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明一種氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱，包括樣品室11、氧氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、氧化鋯探頭51以及控制系統(tǒng)52等，其中，樣品室11用于放置待測(cè)樣品，氧氣系統(tǒng)向樣品室11內(nèi)提供氧氣，加熱系統(tǒng)則為樣品室11加熱，氧化鋯探頭51用于檢測(cè)樣品室11中的氧氣濃度，檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入到控制系統(tǒng)52中，控制系統(tǒng)52控制氧氣系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的工作，進(jìn)而穩(wěn)定樣品室11內(nèi)的溫度和氧氣濃度。
[0024]具體地，樣品室11與箱體之間設(shè)置有保溫層12，箱體上設(shè)置有連通樣品室11與箱外的泄壓孔13?？稍跇悠肥?1內(nèi)設(shè)置數(shù)量及大小不同的樣品架或樣品夾進(jìn)行樣品的固定，并達(dá)到不同樣品同時(shí)測(cè)試的目的。泄壓孔13的設(shè)置可以使樣品室11內(nèi)保持一定的壓力，防止氣壓過高或者過低造成設(shè)備損壞和危險(xiǎn)。
[0025]氧氣系統(tǒng)包括存儲(chǔ)氧氣的氧氣鋼瓶21，氧氣鋼瓶21的出口通過氧氣進(jìn)氣管26連接位于樣品室11內(nèi)的氧氣緩沖室27，且在連接管路上依次設(shè)置有氧氣減壓閥22、氧氣出氣電氣閥24、氧氣流量計(jì)23和氧氣過濾器25。氧氣減壓閥22、氧氣出氣電氣閥24和氧氣流量計(jì)23均與控制系統(tǒng)52連接，根據(jù)氧化鋯探頭51的檢測(cè)數(shù)據(jù)控制氧氣出氣電氣閥24的開啟程度。氧氣鋼瓶21為系統(tǒng)提供最終的氧氣來源，氧氣減壓閥22調(diào)控壓力，氧氣出氣電氣閥24控制氣流大小，氧氣流量計(jì)23獲取確切的流量信息，氧氣過濾器25將氧氣進(jìn)一步純化，最終進(jìn)入到緩沖室27，緩沖室27的目的在于防止大量氣體突然涌入時(shí)所造成的樣品損壞，其與樣品室11之間以多孔緩沖板14隔開。
[0026]加熱系統(tǒng)包括設(shè)置于樣品室11下方的云母加熱片31和位于樣品室11中的溫度傳感器。本發(fā)明中也可采用其他加熱或制冷裝置以滿足不同實(shí)驗(yàn)的要求，例如電熱絲、壓縮冷卻機(jī)等。控制系統(tǒng)52與溫度傳感器以及所述云母加熱片31的驅(qū)動(dòng)電路連接，根據(jù)接收到的溫度數(shù)據(jù)控制云母加熱片31的工作啟停，維持實(shí)驗(yàn)過程中溫度的恒定，溫度控制在 _20 C _150 C 可調(diào)；
[0027]氧化鋯探頭51置于樣品室11的內(nèi)部，感應(yīng)其中的氧氣濃度，并且將數(shù)據(jù)回傳到控制系統(tǒng)52，控制系統(tǒng)52根據(jù)該獲取的氧氣濃度值，通過調(diào)節(jié)氧氣出氣電氣閥24控制氧氣的進(jìn)入，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的氧氣濃度值時(shí)，能夠保持樣品室內(nèi)氣氛組成的恒定，樣品室11內(nèi)的氧氣含量控制在20% -95%可調(diào)。
[0028]控制系統(tǒng)52帶有顯示裝置，可采用可編程芯片或工控機(jī)，用于實(shí)時(shí)顯示氧氣濃度，根據(jù)該濃度，可采用人工方式調(diào)整調(diào)節(jié)氧氣出氣電氣閥24，也可利用控制系統(tǒng)52向氧氣出氣電氣閥24的驅(qū)動(dòng)電路輸出相應(yīng)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。此時(shí)其可以實(shí)現(xiàn)以下功能:接收并分析各種信號(hào)、控制氧氣流量、控制樣品室內(nèi)溫度、控制實(shí)驗(yàn)時(shí)間、維持樣品室內(nèi)環(huán)境恒定、實(shí)時(shí)顯示各實(shí)驗(yàn)參數(shù)及樣品室內(nèi)情況、遇非正常及危險(xiǎn)情況時(shí)發(fā)出警報(bào)等。
[0029]本發(fā)明氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱不僅可用于太陽能電池領(lǐng)域，例如實(shí)現(xiàn)太陽能電池的老化測(cè)試，還可以應(yīng)用于其他相似的場(chǎng)景，例如LED、電子芯片、化學(xué)化工、橡膠制造等領(lǐng)域。
[0030]本發(fā)明氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱可以同時(shí)完成氧氣老化測(cè)試和高溫老化測(cè)試，并可以將兩者結(jié)合起來進(jìn)行測(cè)試，同樣的，還可以在該設(shè)備中加入其它的參數(shù)控制設(shè)備，如濕度控制、光照及紫外線、輻射等，完成多種老化條件的有機(jī)結(jié)合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱，其特征在于，包括: 位于箱內(nèi)的用于放置待測(cè)樣品的樣品室(11); 向所述樣品室(11)內(nèi)提供氧氣的氧氣系統(tǒng)； 位于箱內(nèi)的為所述樣品室(11)加熱的加熱系統(tǒng)； 以及， 設(shè)置于樣品室(11)內(nèi)的用于檢測(cè)其中氧氣濃度的氧化鋯探頭(51)，所述氧化鋯探頭(51)的檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入至帶有顯示裝置的控制系統(tǒng)(52)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱，其特征在于，所述樣品室(11)與箱體之間設(shè)置有保溫層(12)，箱體上設(shè)置有連通樣品室(11)與箱外的泄壓孔(13)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱，其特征在于，所述氧氣系統(tǒng)包括存儲(chǔ)氧氣的氧氣鋼瓶(21)，氧氣鋼瓶(21)的出口通過氧氣進(jìn)氣管(26)連接位于樣品室(11)內(nèi)的氧氣緩沖室(27)，且在連接管路上依次設(shè)置有氧氣減壓閥(22)、氧氣出氣電氣閥(24)、氧氣流量計(jì)(23)和氧氣過濾器(25)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱，其特征在于，所述緩沖室(27)與樣品室(11)之間以多孔緩沖板(14)隔開。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱，其特征在于，所述氧氣減壓閥(22)、氧氣出氣電氣閥(24)和氧氣流量計(jì)(23)均與所述控制系統(tǒng)(52)連接，根據(jù)所述氧化鋯探頭(51)的檢測(cè)數(shù)據(jù)控制氧氣出氣電氣閥(24)的開啟程度。6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱，其特征在于，所述加熱系統(tǒng)包括設(shè)置于樣品室(11)下方的云母加熱片(31)和位于樣品室(11)中的溫度傳感器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(52)與溫度傳感器以及所述云母加熱片(31)的驅(qū)動(dòng)電路連接，根據(jù)接收到的溫度數(shù)據(jù)控制云母加熱片(31)的工作啟停。
【專利摘要】一種氛圍可控的氧氣老化測(cè)試箱，包括：位于箱內(nèi)的用于放置待測(cè)樣品的樣品室；向所述樣品室內(nèi)提供氧氣的氧氣系統(tǒng)；位于箱內(nèi)的為所述樣品室加熱的加熱系統(tǒng)；以及設(shè)置于樣品室內(nèi)的用于檢測(cè)其中氧氣濃度的氧化鋯探頭，所述氧化鋯探頭的檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入至帶有顯示裝置的控制系統(tǒng)，本發(fā)明可以在箱體內(nèi)提供一個(gè)氧氣含量可調(diào)的穩(wěn)定氣氛環(huán)境，同時(shí)使用加熱片控制箱體內(nèi)的溫度，從而達(dá)到在不同溫度及時(shí)間的條件下實(shí)現(xiàn)氧氣老化試驗(yàn)的功能。
【IPC分類】G01N17/00
【公開號(hào)】CN104914037
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510379343
【發(fā)明人】秦校軍, 趙志國(guó), 王一丹, 鄔俊波
【申請(qǐng)人】中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司, 中國(guó)華能集團(tuán)公司
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日