專利名稱：光電流和光電壓測量池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的光電流和光電壓測量池屬于功能材料光電特性的測量裝置的技術(shù) 領(lǐng)域，適用于材料科學(xué)、信息科學(xué)、新能源開發(fā)及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的光電特性的 測量和研究。
背景技術(shù)：
新型光電材料的制備、開發(fā)和應(yīng)用對于開發(fā)新能源、進(jìn)行環(huán)境保護(hù)以及發(fā)展 信息科學(xué)有著重要的意義。在新型光電材料的制備和光電特性的研究中，材料的 光電特性測量是非常重要的。以往光電特性研究和測量一般使用下列兩類光電測 量池1) 對單晶或固體粉末壓片材料的光電特性，是在測試樣品的上面鍍上金屬半透膜(常用Au或Al)，測試樣品下面與金屬相接觸，構(gòu)成"三明治"結(jié)構(gòu)進(jìn)行光電測量的。由于金屬半透膜制備難以控制，透光率再現(xiàn)性不好，并且，制備 電極的操作麻煩，測量信噪比低。2) 是基于光電化學(xué)的三電極(工作電極、輔助電極和參比電極)測量體系，測量電極的制備比較復(fù)雜，并且，由于測量中存在電介質(zhì)溶液，對測量結(jié)果有一 定的影響。更不能夠研究真空條件下的光電特性。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述的背景技術(shù)的不足，設(shè)計出光電流、光 電壓池，使用新的電極結(jié)構(gòu)，電極的制作和安裝簡單，測量池透光率好，并且， 拓展了真空條件下測量的功能，實現(xiàn)對光電材料的多種光電特性測量的目的。本發(fā)明的目的是通過下述的技術(shù)方案實現(xiàn)的(附圖標(biāo)記可參考圖1)。一種光電流和光電壓測量池，結(jié)構(gòu)包括池體1、樣品支架10、上電極11、底電極14，其特征在于，結(jié)構(gòu)還包括池蓋3、真空膠墊6、高頻插座4、石英透 鏡7、升降控桿8、彈簧9;所述的池體1是底端封閉上端帶有凸沿的筒狀體， 其側(cè)面開孔與導(dǎo)氣管2連通；池體1上端安裝池蓋3，在池體1上端和池蓋3之 間相接觸的周邊裝有真空膠墊6，螺桿5穿過池蓋3和池體1上端凸沿的一一相 對的螺孔能壓緊真空膠墊6，使池體l內(nèi)的空間密封；所述的高頻插座4密封裝 在池蓋3上，上電極11固定安裝在池蓋3中心的通透圓孔的下面并與高頻插座 4芯電極電連接，底電極14通過池體1、池蓋3與高頻插座4的外殼電連接；所 述的石英透鏡7與池蓋3中心的通透圓孔密封粘接；所述的樣品支架10是豎直 架，其上端固定裝在池蓋3的底面、下端有中心帶孔的平板能使升降控桿8從孔 中穿過；所述的升降控桿8，下端有尺度大于樣品支架10下端平板中心孔孔徑 的手柄，上端與底電極14相接；所述的彈簧9是套在升降控桿8上安裝在底電 極14和樣品支架10的平板之間。池體1和池蓋3最好采用炭鋼鍍鉻材料制作，可取得很好的電磁屏蔽效果， 進(jìn)而提高了信噪比。在進(jìn)行樣品的光電壓測量時，上電極ll可以是一塊ITO導(dǎo)電玻璃；底電極 14可以是鉑片或金片或ITO導(dǎo)電玻璃。使用梳狀電極可進(jìn)行納米粒子的表面光電流測量。用于表面光電流測量時， 上電極11和底電極14不再被使用，底電極14的位置改換安裝梳狀電極，梳狀 電極的兩極與高頻插座的兩極相連接。使用時，旋下螺桿5使池體1和池蓋3分開；豎直拉動升降控桿8，能使上 電極ll與底電極14之間獲得0 20mm的空間距離，用于裝、卸測試樣品。本發(fā)明的光電流、光電壓測量池，由于池體、池蓋、升降控桿、彈簧等結(jié)構(gòu) 的設(shè)計，能夠方便的裝、卸測試樣品；由于有池體和池蓋之間的真空膠墊，池體 側(cè)面裝有導(dǎo)氣管，能夠得到10'3Pa的真空度，實現(xiàn)在較高真空或不同氣氛不同壓 力下光電特性的測量，開展光電氣敏傳感特性研究；石英透鏡能夠保證較好的透光率及再現(xiàn)性。本發(fā)明可用于測量單晶、薄膜、納米粒子粉末等樣品；并且，對 被測樣品無損傷、無污染，被測量的樣品可回收。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。 圖2是本發(fā)明的池蓋的俯視圖。
具體實施方式
下面配合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的構(gòu)思和實用優(yōu)點。 實施例1圖1給出本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)。圖1中，1為池體、2為導(dǎo)氣管、3為池蓋、4 為高頻插座、5為螺桿、6為真空膠墊、7為石英透鏡、8為升降控桿、9為彈簧、 IO為樣品支架、ll為上電極(ITO導(dǎo)電玻璃)、13為連接線、14為底電極。池體1上端安裝池蓋3，在池體1上端和池蓋3之間相接觸的周邊裝有真空 膠墊6，使用3~8個螺桿5壓緊真空膠墊6，使池體1內(nèi)的空間密封；導(dǎo)氣管2 測量時接真空系統(tǒng)，用于將池體1內(nèi)的空間抽成真空，或再向其內(nèi)充入各種氣體。 在這樣工作狀態(tài)下，可進(jìn)行真空條件下的表面光電流和光電壓的測量，還可以充 入不同種類、不同壓力的氣體，開展光電氣敏傳感特性研究。在池蓋3中央開有同軸線的口徑不同的圓孔，大孔與小孔相接處形成一個臺 階，該臺階用于粘接石英透鏡7，可以使用樹脂粘合以保證密封，小口徑圓孔即 為入光孔12;在入光孔12的另一端將上電極11粘接在池蓋3的底面，上電極 11通過連接線13與高頻插座4芯電極相連接；石英透鏡7和上電極11在測量 時能透過光線，光線將照射在被檢測樣品上。樣品支架10的上端固定裝在池蓋3的底面、下端有中心帶孔的平板并使升 降控桿8從孔中穿過；升降控桿8上端與底電極14固定裝接，下端有手柄裝在 樣品支架10的平板之下，手柄的寬度大于升降控桿8穿過的孔徑；彈簧9套裝 在升降控桿8上，夾在底電極14和樣品支架10的平板之間。裝、卸測試樣品時，抓住手柄豎直向下拉動升降控桿8，能使上電極11與底電極14之間獲得0 20 mm的空間距離，放入樣品，在彈簧9的作用下再將樣品夾在兩電極之間。采用不同強(qiáng)度的彈簧9可獲得不同的推力。對于納米粒子的光電特性測量 時，不同的推力可獲得不同的測量結(jié)果。這個過程對于單晶或薄膜樣品影響較小。高頻插座4和池蓋3之間使用樹脂粘合，高頻插座4的外殼與金屬的池蓋3、 螺桿5、池體l電連接并且接地。在表面光電壓測量中，通過高頻插座4的芯電 極和殼電極實現(xiàn)信號輸出，信號可輸出到鎖相放大器、電化學(xué)綜合測量儀或高阻 放大器等儀器。池體1和池蓋3最好采用炭鋼鍍鉻材料制作。圖2給出池蓋3的俯視圖，S卩，池蓋3的上面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中，12為 入光孔。池體1和池蓋3可以是圓形的。入光孔12開在池蓋3中心，石英透鏡 7粘裝在入光孔12上；池蓋3上對稱的開有6個螺孔，它們與池體1上端的凸 沿上的螺孔一一對應(yīng)，螺桿5穿過螺孔用于固緊和密封池體1和池蓋3;高頻插 座4裝在池蓋3上，作為輸出信號用的電插座。實施例2為了實現(xiàn)本發(fā)明對光電材料的多種光電特性進(jìn)行測量、且使用方便的目 的，可以在升降控桿8上端安裝燕尾槽形狀的電極架，將底電極14按水平方向 插入電極架的燕尾槽內(nèi)，實現(xiàn)升降控桿8上端與底電極14的固定裝接。在光電壓測量中，底電極14可采用Pt片、ITO導(dǎo)電玻璃或Au片。實施例3在進(jìn)行納米粒子的表面光電流測量時，應(yīng)當(dāng)使用梳狀電極。即，在實施例l 的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，用梳狀電極替代上電極11和底電極14。所述的梳狀電極，可以 通過升降控桿8上端的燕尾槽形狀的電極架實現(xiàn)安裝，g卩，將梳狀電極插入電極 架的燕尾槽內(nèi)，并使梳狀電極的兩極分別與高頻插座4的芯電極和外殼電極連 接。使用時，上電極11閑置不被使用，底電極14從燕尾槽形狀的電極架上撤出。
權(quán)利要求
1. 一種光電流和光電壓測量池，結(jié)構(gòu)包括池體(1)、樣品支架(10)、上電極(11)、底電極(14)，其特征在于，結(jié)構(gòu)還包括池蓋(3)、真空膠墊(6)、高頻插座(4)、石英透鏡(7)、升降控桿(8)、彈簧(9)；所述的池體(1)是底端封閉上端帶有凸沿的筒狀體，其側(cè)面開孔與導(dǎo)氣管(2)連通；池體(1)上端安裝池蓋(3)，在池體(1)上端和池蓋(3)之間相接觸的周邊裝有真空膠墊(6)，螺桿(5)穿過池蓋(3)和池體(1)上端凸沿的一一相對的螺孔能壓緊真空膠墊(6)，使池體(1)內(nèi)的空間密封；所述的高頻插座(4)密封裝在池蓋(3)上，上電極(11)固定安裝在池蓋(3)中心的通透圓孔的下面并與高頻插座(4)芯電極電連接，底電極(14)通過池體(1)、池蓋(3)與高頻插座(4)的外殼電連接；所述的石英透鏡(7)與池蓋(3)中心的通透圓孔密封粘接；所述的樣品支架(10)是豎直架，其上端固定裝在池蓋(3)的底面、下端有中心帶孔的平板能使升降控桿(8)從孔中穿過；所述的升降控桿(8)，下端有尺度大于樣品支架(10)下端平板中心孔孔徑的手柄，上端與底電極(14)相接；所述的彈簧(9)是套在升降控桿(8)上安裝在底電極(14)和樣品支架(10)的平板之間。
2. 按照權(quán)利要求1所述的光電流和光電壓測量池，其特征在于，所說的上 電極(11)是一塊ITO導(dǎo)電玻璃；底電極(14)是鉑片或金片或ITO導(dǎo)電玻璃。
3. 按照權(quán)利要求1所述的光電流和光電壓測量池，其特征在于，所說的上 電極(11)和底電極(14)是梳狀電極；梳狀電極通過升降控桿(8)上端的燕 尾槽形狀的電極架實現(xiàn)安裝的；將梳狀電極插入電極架的燕尾槽內(nèi)，并使梳狀電 極的兩極分別與高頻插座(4)的芯電極和外殼電極連接。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述的光電流和光電壓測量池，其特征在于，所說 的池體(1)和池蓋(3)，是炭鋼鍍鉻材料的。
全文摘要
本發(fā)明的光電流和光電壓測量池屬于功能材料光電特性測量裝置的技術(shù)領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)有池體(1)，其側(cè)面與導(dǎo)氣管(2)連通；在池體(1)和池蓋(3)之間裝有真空膠墊(6)；上電極(11)固定安裝在池蓋(3)中心的入光孔的下面并與高頻插座(4)芯電極電連接，底電極(14)與高頻插座(4)的外殼電連接；石英透鏡(7)密封粘接在入光孔處；樣品支架(10)下端有中心帶孔的平板能使升降控桿(8)從孔中穿過、上端與底電極(14)固定相接，彈簧(9)安裝在底電極(14)和樣品支架(10)的平板之間。本發(fā)明裝卸測試樣品方便；能在真空下進(jìn)行光電特性的測量；對被測樣品無損傷、無污染，被測量的樣品可回收。
文檔編號G01R19/00GK101271138SQ20081005070
公開日2008年9月24日 申請日期2008年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月12日
發(fā)明者亮 彭, 敏 楊, 王德軍, 謝騰峰 申請人:吉林大學(xué)