隨著能源和環(huán)境問題的日趨嚴(yán)重，各種清潔能源的開發(fā)使用日益得到重視，在這其中太陽能的利用是處理能源短缺和環(huán)境污染的最緊要的途徑之一，而太陽能電池則是太陽能利用的一個非常緊要的方面。當(dāng)前使用和開發(fā)的太陽能電池組括晶硅(單晶硅、多晶硅、類單晶硅)太陽能電池、無機(jī)半導(dǎo)體薄膜(非晶硅、CdTe、GaAs、CuInSe2等)太陽能電池、有機(jī)染料敏化太陽能電池和有機(jī)太陽能電池等。目前市場上商品化的電池緊要是基于無機(jī)材料的太陽能電池，但均存在成本高、光伏材料制備和純化過程耗能高、電池制備過程復(fù)雜等問題。

有機(jī)太陽能電池是一種新型有機(jī)薄膜太陽能電池，可視為第三代電池，典型的有機(jī)太陽能電池由共軛聚合物或有機(jī)小分子給體和富勒烯衍生物受體組成的共混薄膜夾在透亮的ITO導(dǎo)電玻璃正極和金屬負(fù)極之間所組成。其結(jié)構(gòu)見圖1、2。有機(jī)太陽能電池具備制備過程簡單、成本低、重量輕、可制備柔性器件等突出優(yōu)勢。目前試驗(yàn)室報道的小面積器件最高光電轉(zhuǎn)換效率已從1995年的不到1%提高到大于9%。日前國外已經(jīng)有不少公司積極開展有機(jī)太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化工作，業(yè)界報道的電池效率已經(jīng)超過10%(日本三菱化學(xué)與美國加州理工大學(xué)合作開發(fā))，已經(jīng)開始產(chǎn)業(yè)化道路的Heliatek公司報道的電池效率也高達(dá)10.7%。

有機(jī)太陽能電池的工作原理和基于無機(jī)材料的太陽能電池類似，太陽光從透亮電極一側(cè)入射到活性層上，活性層光伏材料吸收光子出現(xiàn)激子(電子-空穴對);激子向給體/受體界面下擴(kuò)散和遷移;擴(kuò)散和遷移到界面處的激子在給/受體電子能級差的用途下發(fā)生電荷分離;在電池內(nèi)部勢場的用途下，被分離的空穴沿著給體形成的通道傳輸?shù)秸龢O，而電子則沿著pCbM受體形成的通道傳輸?shù)截?fù)極;空穴和電子分別被正極和負(fù)極收集形成光電池和光電壓，從而出現(xiàn)光伏效應(yīng)。

考察有機(jī)太陽能電池性能的最緊要參數(shù)包括：光電轉(zhuǎn)換效率(photovoltaicConvertEfficiency，pCE)、開路電壓(OpenCircuitVoltage，Voc)，短路電流(ShortCircuitCurrent,Jsc)，填充因子(FillFactor，F(xiàn)F)。其中電池的轉(zhuǎn)換效率計(jì)算公式為：

作為替代能源，考察太陽能電池的最緊要數(shù)據(jù)是其對能量的利用效率，即太陽能電池對入射的太陽光的轉(zhuǎn)換效率。試驗(yàn)室制備的有機(jī)太陽能電池絕在部分是金屬柵線電極(小面積的電池電極常為六指結(jié)構(gòu))。因有機(jī)太陽能電池與傳統(tǒng)的基于無機(jī)材料的電池相比，目前的各方面參數(shù)都有所不如，故其對探測的精確度要求更高。當(dāng)然，其他諸如簡單、快速的探測也是必需的。精確的測量數(shù)據(jù)除了可以得到準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換效率外，還可以得到Vmax、Jmax、pmax以及Rsh、Rs等數(shù)值，這些相關(guān)參數(shù)可以準(zhǔn)確的考察電池的各方面性能，并為下一步的電池性能改進(jìn)供應(yīng)試驗(yàn)上的根據(jù)。

試驗(yàn)室對有機(jī)太陽能電池性能探測源表選用的是安捷倫b2912A，采用USb接口。其最小至10fA/100nV的最小測量辨別率能夠很好的滿足有機(jī)太陽能電池小電流的探測，尤其是在暗電流的探測方面。

圖4為有機(jī)太陽能電池在采用b2912A探測的連接圖探測電腦與源表以USb線相連，可以很好的滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅綔y電池與源表之間以屏蔽線筆直硬連，可隔絕試驗(yàn)室其他儀器對探測信號的干擾。

圖5為基于p3HT和pCbM為給、受體的有機(jī)太陽能電池以b2912A探測得到的在一個標(biāo)準(zhǔn)太陽下和無光照條件下的I-V曲線圖。可以看到，源表可以滿足探測數(shù)據(jù)高精度的要，同時可以通過設(shè)置不同的延遲時間以滿足有機(jī)太陽能電池探測信號反饋較慢的要求。

圖5：基于p3HT和pCbM的有機(jī)太陽能電池以b2912A探測得到的在1000W/m2光照強(qiáng)度下的I-V曲和無光照條件下的I-V曲線。

在有機(jī)太陽能電池科研過程中，要對大量的電池片進(jìn)行IV探測。相比傳統(tǒng)的IV探測系統(tǒng)，b2912A精密測量單元集成的IV探測系統(tǒng)具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，精度高，可靠性強(qiáng)，測量迅速等優(yōu)點(diǎn)，大大降低了太陽能電池IV性能測量的操作成本，時間成本，同時新增了IV測量的靈活性。b2912A還可以對有機(jī)LED,有機(jī)MOSFET器件進(jìn)行電學(xué)IV特性方面的探測，可以說節(jié)省了試驗(yàn)室長期的設(shè)備投資。

從長期看來，太陽能的利用必然是處理能源和環(huán)境問題的一個非常緊要的辦法。另一方面，隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，太陽能電池的使用也必然越來越廣泛，在這其中，有機(jī)太陽能電池因其神奇的優(yōu)勢，也必將扮演相當(dāng)緊要的角色。近年來，隨著大批科研人員和相當(dāng)?shù)墓鹃_始研究開發(fā)有機(jī)太陽能電池，其發(fā)展速度相當(dāng)迅速，電池效率也有著顯著提升。這也對有機(jī)太陽能電池探測提出了新的要求，當(dāng)然也帶來了新的機(jī)遇。

以我們試驗(yàn)室為例，安捷倫b2912A能夠很好的滿足有機(jī)太陽能電池各方面性能探測的要求。