[发明专利]一种基于热电性能测试仪的光致电性能测试附件及方法

说明书

本申请公开了一种基于热电性能测试仪的光致电性能测试附件及测试方法。所述附件包括光源和光纤输出部；所述光源发出的光束射入所述光纤输出部的入射端，所述光纤输出部的出射端与所述热电性能测试仪光路连接且光路能够照射所述热电性能测试仪中的样品。通过在热电性能测试仪的样品仓引入光纤导入辐照光源，测试并获得在变温条件下、被辐照光照射后样品的电阻率/电导率等光致电性能变化情况。

技术领域

本申请涉及一种材料光致电性能测试装置及方法，属于材料性能测试领域。

背景技术

光功能材料作为一种重要的能源转换材料，在航空航天、国防军工、电子技术等领域有着广泛的应用。在光电半导体材料的研究中，除了利用新方法来制备新材料外，评价材料的电性能(Seebeck塞贝克系数、电导率/电阻率)也是一个重点。由于新材料的优劣及应用前景的关键在于其性能的表现，因此材料性能的研究和表征则成为重中之重。这里评价材料性能的塞贝克系数和电导率/电阻率的测试不仅可以宏观上表征材料的热电输运性能，同时可以间接反映载流子浓度及迁移率等微观性质，是表征材料电学性能的重要指标。这些材料性能的测量主要通过塞贝克系数测试仪获得室温到800℃或者物理性能测试仪获得室温到1700℃之间热能转化为电能的效率。

在材料的应用研究中还需要评估材料被不同波长的光或者激光照射后导电性能的变化，如一些热电材料、非线性光学材料、光电子材料、半导体材料等，对材料的高温光电导效应、激光材料损伤过程及机理、材料在光热环境下的损伤等研究方向有迫切要求，这对材料性能的测量提出更高的要求。而一般被广泛应用于光电导性能评估的是采用表面电位衰减法的光电导测试系统、静电纸测试仪或者半导体参数测试仪。这些仪器一般只能测试室温下材料的光致电性能变化情况，无法在高温或者变温下测试评估材料的性能变化。由于热电性能测试仪的测试是在密闭条件下进行，无法直接使用外置光源照射样品并获得材料的光致电性能变化情况，目前尚未见有在变温条件下利用热电性能测试仪测试材料光致电性能变化情况的文献或者专利的报道。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种基于热电性能测试仪的光致电性能测试附件。通过在热电性能测试仪的样品仓引入光纤导入辐照光源，测试并获得在变温条件下、被辐照光照射后样品的电阻率/电导率等光致电性能变化情况。评价材料的光致电性能，是表征和研究材料热电性能、光电导效应不可或缺的手段，能够广泛地应用于光电子效应、光诱导反应过程中的电参数变化、热变化带来的材料禁带变化、光致损伤过程等等和光辐照下电学性能变化相关的研究，成为研究材料热电性能、光电效应的有效方法，对太阳能电池研究、非线性光学材料、热电材料等研究有重要的促进作用，对热电材料和光电材料等功能材料的研究具有重要意义。

基于热电性能测定装置的光致电性能测试附件，可以模拟太阳光或者单一波长激光辐射下，测试并分析材料光辐照、热升温过程的变化，研究材料的光致电性能变化，能够实现材料在室温到200℃之间不同的温度下，保持热电测试装置原有在塞贝克系数和电导率/电阻率测量上的高灵敏度，测试获得样品在不同波长的光或者激光照射后的塞贝克系数和电导率变化情况。本申请的技术方案能够广泛地应用于各种制造光电设备的材料、非线性光学材料等等的研究。

本申请提供的基于热电性能测试仪的光致电性能测试附件，其特征在于，所述附件包括光源和光纤输出部；所述光源发出的光束射入所述光纤输出部的入射端，所述光纤输出部的出射端与所述热电性能测试仪光路连接且光路能够照射所述热电性能测试仪中的样品。本申请的技术方案通过采用光纤将光源的辐照光导入热电性能测试仪，并照射其中的样品，利于现有的热电性能测试仪，即可同时对样品进行变温(比如升温)和光照的情况下测试样品的光致电性能及其变化。现有技术中，热电性能测试和光致电性能测试必须分开测试，只能得到材料静态的光致电性能，导致无法得到材料工作状态下的光致电性能。本申请的解决了现有技术中长久以来热电性能测试和光致电性能测试无法同时测量的技术难题，进一步解决了变温条件下测试光致电性能的灵敏度不高且误差较大的技术难题，更进一步通过提供了一种应用于现有仪器的附件即可解决上述难题的装置和方法。