本发明专利技术公开了一种用于卤化物钙钛矿器件的系统级电学性能测试装置，提供真空测试条件，提供不同温度测试条件，减少器件的拆取，减少夹具对器件的损失，将测试系统与数据采集进行自动化处理。所述测试装置包括真空装置、夹具装置、测试仪器、控制程序。所述测试凹台由塑料材质与金属外壳进行绝缘处理，测试台上方铜制平台及上方铜制弹片通过铜丝导线与电学测试接口连接。本发明专利技术构建了一套完整的电学测试系统，解决了钙钛矿材料测试引起的材料水解、材料水氧反应等引起的测试不稳定问题，实现了低温下和变温条件下的电学测试，实现了电学测试金属屏蔽，实现了程序自动化测试，提高了电学测试的准确性。学测试的准确性。学测试的准确性。
【技术实现步骤摘要】
用于化物钙钛矿器件的系统级电学性能测试装置
[0001]本专利技术涉及一种用于钙钛矿器件光电性能的测试装置，属于光伏测试器件领域。
技术介绍
[0002]钙钛矿材料具有长的载流子迁移长度，低的缺陷态密度和制造难度，在光电探测器、核辐射探测器领域、医学及国防科技领域具有广泛的应用。准确测量器件的漏电流、光生电流及电容等基本电学性能对器件的电学输运性能及缺陷的分布十分重要。
[0003]传统的测试装置一般由暗箱与探针台组成，但无法避免钙钛矿材料易碎易潮解且在空气中会发生化学反应的问题。此外，多种类型的电学测试需要配套不同的夹具装置、辅助器件，反复拿取材料不仅容易出现接触不良、划伤材料表面蒸镀金属的问题，还会由于装置的差异性引起试验误差，影响最终的测试结果的准确性。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种用于化物钙钛矿器件的系统级电学性能测试装置，提供真空测试条件，提供不同温度测试条件，减少器件的拆取，减少夹具对器件的损失，将测试系统与数据采集进行自动化处理。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种用于卤化物钙钛矿器件的系统级电学性能测试装置，由夹具装置、真空装置、测试仪器、控制系统组成；
[0007]所述夹具装置为具有双层内部结构的双层密封夹具，所述上双层密封夹具包括上层的真空测试仓和下层的液氮储存仓以及液氮进口、真空气孔、电学测试接口；所述双层密封夹具的金属弹片侧边由升降控制螺柱固定，通过螺母调节夹具的高度及力度，样品测试凹台水平放置在真空测试仓内，正对夹具整体中心；
[0008]所述真空装置包括真空机械泵，真空机械泵通过真空气孔对真空测试仓内的真空度进行调控；利用压盖螺钉将密封盖密封圈和真空测试仓进行密封连接；
[0009]所述测试仪器包括测试仪表和GPIB高速信息采集卡；测试仪表通过设置于真空测试仓侧壁上的电学测试接口，对放置于真空测试仓内被双层密封夹具固定的试样进行测试；
[0010]所述控制系统包括测试控制程序系统和微型计算机，测试控制程序系统控制GPIB高速信息采集卡采集测试信息，微型计算机作为上位机向测试控制程序系统发出指令或输入信息。
[0011]优选地，所述液氮储存仓、真空测试仓与密封盖由金属制作而成，电学测试接口中有接地线柱；电流
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电压、电容
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电压、电容
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频率的电学测试在金属屏蔽条件下进行。降低了电学测试的噪声干扰，提高了电学仪器测试的准确性与灵敏度。
[0012]优选地，真空测试仓通过真空气孔与真空机械泵相连接，真空机械泵使真空测试仓的气压降至不高于10Pa，关闭真空管道阀门，使真空测试仓保持设定的低压低湿低水氧
的条件。本专利技术通过橡皮管将真空泵与夹具装置的真空气孔进行连接，真空机械泵1分钟时间使样品仓的气压降至10Pa以下，关闭真空管道阀门，真空测试仓在很长时间内保持低压低湿低水氧的条件，克服了在大气测试环境中，钙钛矿材料易水解、易反应等不稳定问题，可以长时间对钙钛矿材料进行测试，并减少了表面水氧引起的金属接触不良问题。
[0013]优选地，样品测试凹台由塑料材质与金属外壳进行绝缘处理，样品测试凹台上方铜制平台及上方铜制的金属弹片通过铜丝导线与电学测试接口连接；待测的钙钛矿晶体通过热蒸发蒸镀表面金属电极，将待测晶体放在样品测试凹台上，通过样品测试凹台旁螺柱调节铜制的金属弹片的力度，使钙钛矿晶体表面电极分别与铜制测试台和铜制的金属弹片实现良好的金属接触。
[0014]优选地，测试仪表包括电流
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电压表和LCR阻抗分析仪器。
[0015]优选地，液氮储存仓存储液态氮，通过液态氮对液氮储存仓进行低温及变温处理，测试温度由液氮储存仓内的温度传感器监控，并通过测试串口实现信息传递，实现了低温下和变温条件下的电学测试。
[0016]优选地，夹具装置底层为液氮储存仓，在锥形漏斗的辅助下，液氮经过底层液氮进口流入液氮储存仓，在液氮的作用下，使样品仓保持在较低的测试温度，具体的温度值由样品仓内的温度传感器进行检测，并通过信号口被电脑采集处理。
[0017]优选地，夹具上层为真空测试仓，样品放在上层的凹槽中，凹槽底部第一层为塑料材质，目的是与体腔进行绝缘处理，凹槽底部第二层测试平台由铜材质制作而成，具有良好的导电性，并由引线将底部铜层与电学测试接口相连接。凹台的上方为铜质金属弹片夹具，弹片的高度由侧边螺柱根据晶体的厚度进行调节，弹片与螺柱之间进行绝缘处理，并由金属引线将弹片与电学测试接口相连接。夹具的顶部由密封圈及螺丝组件进行密封固定，顶层盖子分别使用金属和玻璃制作，中间使用玻璃方便进行观察与光学测试。
[0018]优选地，所述的测试程序由Labview软件进行编写，实现了测试的自动化与数据图像处理，通过微型计算机对多次自动化的测试数据进行筛选及平均化处理。减少了测试的偶然误差，提高了电学测试的准确性，减少了测试的时间，降低了测试人员的工作量。
[0019]优选地，电流表及LCR表分别通过电学串口与夹具相连接，使用电脑编写Labview仪器控制软件，通过GPIB数据采集卡对电学测试仪器进行高效的自动化控制及数据采集。
[0020]优选地，测试程序包括电压
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电流测试，电压
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电容测试，频率
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电容测试，光学时间响应时间测试。
[0021]本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
[0022]1.本专利技术装置将测试平台、测试夹具、测试仪器、测试软件进行了整合，构建了一套完整了电学测试系统；通过热蒸发仪器对卤化物钙钛矿晶体进行金属电极制备，将钙钛矿晶体放置在测试平台上，通过螺柱调节铜制弹片对晶体进行固定，晶体表面金电极与测试金属台接触；测试仪器通过电学测试接口对晶体样品进行外加激励信号测试及数据采集；
[0023]2.本专利技术采用真空测试仓通过真空气孔与真空机械泵相连接，真空机械泵使真空测试仓在很长时间内保持低压低湿低水氧的条件，克服了在大气测试环境中，钙钛矿材料易水解、易反应等不稳定问题，长时间对钙钛矿材料进行测试，并减少了表面水氧引起的金属接触不良问题；
[0024]3.本专利技术采用的液氮储存仓、真空测试仓与密封顶盖由金属制作而成，电学测试接口中有接地线柱；电流
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电压、电容
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电压、电容
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频率等电学测试在良好的金属屏蔽条件下进行，降低了电学测试的噪声干扰，提高了电学仪器测试的准确性与灵敏度。
[0025]4.本专利技术测试程序由Labview软件进行编写，实现了测试的自动化与数据图像处理，通过微型计算机对多次自动化的测试数据进行筛选及平均化处理，减少了测试的偶然误差，提高了电学测试的准确性，减少了测试的时间，降低了测试人员的工作量；
[0026]5.本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于卤化物钙钛矿器件的系统级电学性能测试装置，其特征在于：由夹具装置、真空装置、测试仪器、控制系统组成；所述夹具装置为具有双层内部结构的双层密封夹具(1)，所述上双层密封夹具(1)包括上层的真空测试仓(103)和下层的液氮储存仓(101)以及液氮进口(102)、真空气孔(107)、电学测试接口(106)；所述双层密封夹具(1)的金属弹片(109)侧边由升降控制螺柱(105)固定，通过螺母调节夹具的高度及力度，样品测试凹台(104)水平放置在真空测试仓(103)内，正对夹具整体中心；所述真空装置包括真空机械泵(3)，真空机械泵(3)通过真空气孔(107)对真空测试仓(103)内的真空度进行调控；利用压盖螺钉(11)将密封盖(110)密封圈(108)和真空测试仓(103)进行密封连接；所述测试仪器包括测试仪表(2)和GPIB高速信息采集卡(4)；测试仪表(2)通过设置于真空测试仓(103)侧壁上的电学测试接口(106)，对放置于真空测试仓(103)内被双层密封夹具(1)固定的试样进行测试；所述控制系统包括测试控制程序系统(5)和微型计算机(6)，测试控制程序系统(5)控制GPIB高速信息采集卡(4)采集测试信息，微型计算机(6)作为上位机向测试控制程序系统(5)发出指令或输入信息。2.根据权利要求1所述用于卤化物钙钛矿器件的系统级电学性能测试装置，其特征在于：所述液氮储存仓(101)、真空测试仓(103)与密封盖(110)由金属制作而成，电学测试接口(106)中有接地线柱；电流
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电压、电容
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电压、电容
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频率的电学测试在金属屏蔽条件下进行。3.根据权利要求1所述用于化物钙钛矿器件的系统级电学性能测试装置，其特征在于：真空测试仓(103)通过真空气孔(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐闰，易永胜，曹港，林婧，蔡建聪，朱家杰，王文贞，秦娟，赖建明，王林军，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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