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内容

钙钛矿/晶珪(矽晶)叠层太阳能电池的最新精准测量方法 - 4大重点

内容

PST (Perovskite/Si Tandem)钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池 精准测量解决方案

1. SS-PST光谱可调/超A级光谱太阳光模拟器SS-PST100R

2. IVS-KA7000光谱控制与IV扫描测试软件 

3. 幅照度光谱仪与多光谱标准电池组 

4. QE-RX 大面积钙钛矿/晶硅叠层电池量子效率测试与损耗分析系统

1. SS-PST光谱可调/超A级光谱太阳光模拟器SS-PST100R

叠层太阳能电池精准的IV量测与转换效率测试十分複杂,长久以来缺乏一致性、可靠的测试方式。

经过近20年的试错与验证,多国的认证机构如NREL, ISE. AIST等与国际标准组织IEC共同推出了「IEC 60904-1-1多结太阳能电池的IV特性测量标准方法」。

根据「IEC 60904-1-1多结太阳能电池的IV特性测量标准方法」所述

其中对于模拟器的特点要求有二:

a. 光谱要越接近AM1.5G的标准光谱,应该达到A+等级以上。

b. 光源模拟器必须光谱可调,以准确控制光谱误差与达到准确的限流层输出。

SS-PST100R 的输出光谱可以达到A++等级 (个波段的光谱与AM1.5G偏差在6%以内),且针对钙钛矿/晶硅叠层电池的两个波段(300nm ~ 800nm与700nm~1200nm),可以全自动调整光源输出的光谱比例。达到IEC标准测试方法的要求,以提供钙钛矿/晶硅叠层电池精准IV测量的合适光源条件。

 

2. IVS-KA7000光谱控制与IV扫描测试软件

光谱可调的太阳光模拟器是钙钛矿/晶硅叠层电池精准IV测量的必要装置。现有的技术都是利用多灯源技术来调整太阳光模拟器的输出光谱,例如日本的双光源太阳光模拟器或是多灯珠LED太阳光模拟器。

然而,越多灯所要调整控制的参数就更多,如何调整与维护都是一个很大的技术难题。专业的第三方认证机构都有从事多年光伏精准测试的专家,来进行每次测试前多灯太阳光模拟器的调整。这些光谱与光强度的调教都是专家透过经验,手动完成的调校。(可以参考NREL或是ISE 网站的相关测试资料)。

一般的单位,如高校的研究实验室、企业的研发部门、质量控制部门等,要能够具备这样强大的背景知识(如多结电池各子电池光谱失配与补偿、总光强度校准、偏离STC条件下的修正等等)

针对这样的痛点,Enlitech光焱科技根据IEC多结测量规范与实际测试的較佳实务(Best Practice),将複杂繁琐的钙钛矿/晶硅叠层电池精准IV测量的步骤大幅简化,并提供自动化的调校与测试推出了IVS-KA7000整合软件,让使用者不再烦恼测试的繁琐过程与测试结果、实验室主管或单位主管不再担心误判实验数据,造成相关的成果不被採信等问题。

IVS-KA7000 

IVS-KA7000 采用软件程式控制SS-PST模拟器的输出光谱与照度,并透过多光譜标准电池 (SRC-2020 Reference Cell)或是照度光谱仪(HS-IL)来自动监控输出光谱与AM1.5G的偏差,软件具备回授计算与输出调整的迴圈,让SS-PST输出的光谱与照度与AM1.5G的标准光谱差异,最低可以达到0.1%以下。整个过程可以相较原本手动操作调校时间,大幅度缩短到只要1/20的时间(1~3分钟),就可以完成调校,并进入测试阶段。

3. 幅照度光谱仪与多光谱标准电池组

Enlitech 光焱科技PST解决方案可以可以选配重要的幅照度光谱仪(HS-IL)多光谱标准电池组(SRC-2020)。上述硬件已经与IVS-KA7000软件完整整合,可透过IVS-KA7000来自动读取资料,相关资料都会被IVS-KA7000软件记录,并可依使用者需求来输出。让相关数据管理与实验过程的品质监控达到优化的使用体验。

如下图,在IVS-KA7000程控自动化调整好SS-PST100R太阳光模拟器的输出光谱与光强,利用不同子电池(钙钛矿波段与晶硅波段)适配的标准电池(经过NREL或ISE校准标定)来验证SS-PST100R的光谱强度与AM1.5G标准光谱的差异,发现偏差值 都小于1%,足见SS-PST100R现在光谱状态全波段与AM1.5G的误差只有在0.5%,远低于双光源太阳光模拟器或是LED太阳光模拟器的表现。最重要的是,调适校准过程全自动化,大幅增进设备的使用效率,与缩减您的的宝贵时间。

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全光谱辐照度光谱仪 HS-IL

4. QE-RX 大面积钙钛矿/晶硅叠层电池量子效率测试与损耗分析系统

精准测量少不了光谱失配计算。QE-RX针对钙钛矿/晶硅叠层电池或是M12晶硅电池可以进行高精度的量子效率光谱测量,并写内建光谱失配因子的计算软件程序,让使用者更省时的准确评估相关的光谱失配与补偿参数。

除此之外,QE-RX还可进行晶珪电池的损耗分析功能,帮助用户可以在製成工艺上,找出效率瓶颈,进行战略性的工艺改善与效率突破。

光焱科技, 钙钛矿与有机光伏Voc损耗分析系统, Enlitech, REPS

QE-RX针对钙钛矿/晶硅叠层电池或是M12晶硅电池可以进行高精度的量子效率光谱测量

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