[实用新型]一种耐高温隔热纳米保护盒

说明书

一种耐高温隔热纳米保护盒，金属壳体的底部设置有绝缘柱，绝缘柱的上方设置有纳米隔热盒；金属壳体与纳米隔热盒之间设置有真空层；纳米隔热盒的底部绝缘支架上设置有加热腔体，加热腔体为开口向上的C型结构，C型结构的底部为下加热层，下加热层为长方形结构，下加热层顶部的四个角上通过定位柱与上加热层连接；下加热层顶部的中心向上依次设置有玻璃平台，待测件、探针，探针的上部穿过加热腔体的C型结构中部开口；下加热层的顶面设置有热偶丝，热偶丝用螺钉固定。本实用新型采用环形包覆加热腔和保温隔热盒，降温速率足够慢，时间间隔足够长，满足了测试的要求，并且在真空环境下获得了可靠的温度测试；降低了设备的复杂性和制造成本。

技术领域

本实用新型属于热能材料应用技术领域，特别涉及一种耐高温隔热纳米保护盒，适用于太阳电池的薄膜材料激活能测试。

背景技术

在硅基薄膜太阳电池的研究中，微晶硅材料的激活能影响着微晶硅太阳电池的开路电压和填充因子，是获得器件质量级微晶硅材料和进一步提高太阳电池转化效率的重要参数，通过调节材料的制备工艺，进一步提高材料的性能，从而获得更高性能的器件。

国内较早开展激活能测量设备研发的单位有南开大学、浙江大学、中国科学院半导体研究所、汕头大学、滨州学院、兰州大学、南京航空航天大学等，这些单位自行研发和搭建了激活能测试系统。太阳电池研究中制备的部分薄膜材料属于光敏材料，杂散光对激活能的测试影响比较大，为了避免杂散光的影响，需要在暗室内进行避光测试。部分单位搭建的测试系统，为了增加系统测量材料光电导的功能，在真空室外面加一个光源，光通过真空室上的玻璃窗照射到待测件上进行光电导的测量。测量材料的暗态电导时，将光源关闭，玻璃窗用不透光的材料遮挡住。还有部分单位，采用玻璃钟罩，在玻璃钟罩外面套一个金属桶进行遮光处理。这些方法往往无法将光完全遮挡住，造成杂散光的泄漏，影响光敏感材料电导激活能的测试精度。

早期的测试系统采用降温过程中测量电流信号的方法，因保温效果差，在一个温度点测量时，为了保持待测件的温度，需要在加热电阻丝上通过220 V的交流电加热待测件，这样就产生了交流干扰信号，尤其是在较低的温度点测量时，由于电阻大、电流小，受到干扰的K617静电计读数非常不稳定。测试过程中需要测量待测件的表面温度。早期测量待测件表面温度的方法，是将热偶丝弯曲变形，将热偶丝与薄膜材料接触，利用热偶丝的弹性保持与材料的接触来测温。由于热偶丝没有被完全固定，热偶丝在真空中被加热，会随着温度的升高而产生热形变，变形后会脱离开待测件的表面，造成测温不准。真空环境下，热量的传递主要是靠接触热传导和辐射传热这两种方式，若高低温物体不接触，则热量传递主要是辐射传热，此时高低温物体的温度会相差几十到上百摄氏度。在此情况下，采用温控仪控制加热，待测件表面的温度已经达到预设值，但是因热偶丝离开待测件表面，测量得到的温度却仍没有到达预设值，这样测量得到的数据不是待测件表面的温度，是不准确的。在错误信号的引导下，温控仪还会继续加热，极端情况下，还会因温度太高而烧毁设备，现有技术的测试系统曾因此而发生烧毁加热平台的事故。

现有技术的真空密封采用丁腈橡胶，其最高耐温为120 ℃。当样品温度加热到250℃时，也会将真空金属壳体、真空工作平台等部件加热，并将丁晴橡胶的温度也加热到较高的温度。一般的真空设备会用水冷来降温，需要增加水冷降温装置，设备的复杂性和制造成本高，维护成本高。

如何设计一种耐高温隔热纳米保护盒，如何降低交流信号的干扰，如何降低设备的复杂性和制造成本，如何减少维护成本，成为急需解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种耐高温隔热纳米保护盒，有效降低交流信号的干扰，提高测量精度，有效提高了测量的精度、重复性、可靠性和耐用性，不需要增加水冷降温装置，降低了设备的复杂性和制造成本，减少了维护成本。