一种钙钛矿晶硅叠层电池的瞬态制造技术

本发明专利技术公开了一种钙钛矿晶硅叠层电池的瞬态

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿晶硅叠层电池的瞬态IV测试设备及方法


[0001]本专利技术涉及光伏组件产品测试
，尤其是涉及一种钙钛矿晶硅叠层电池的瞬态
IV
测试设备及方法
。

技术介绍

[0002]晶硅太阳能电池经过长期的发展已经达到其效率瓶颈，为了实现晶硅电池的平价上网，需要对光伏产业进行迭代升级
。
钙钛矿和晶硅叠层电池作为最具希望的下一代光伏产品已经吸引所有的晶硅厂商的研发投入
。
要准确
、
快速的对钙钛矿晶硅叠层电池进行最大功率点标定和电流电压
(IV)
曲线测试产业化生产过程高良率高节拍无可避免的重要一环
。
[0003]传统晶硅电池和组件生产过程中经常使用太阳光瞬态模拟器和快速扫描式电子负载在标准测试环境
(25℃
，
1000W/m2，
AM 1.5)
来获得
IV
曲线，整段
IV
曲线扫描时间不超过
100ms。
而钙钛矿太阳能电池由于其晶体结构内部的本征自由移动离子，会在不同的器件电压下重新排布，每改变一次工作电压，钙钛矿电池的工作电流往往需要在新的电压和恒定光照条件下长时间
(>10s)
来达到稳定状态，在自由离子未重新排布达到稳定状态前，
IV
测试结果受因自由离子移动造成的内建电场影响，瞬态测试
IV
曲线因此出现严重的迟滞效应和结果的不准确，而且点光源的阵列无法保证组件受光面光源的强度分布，难以达到测试要求
。
[0004]因此，要实现钙钛矿晶硅叠层电池准确测试，保证辐照均匀性和稳定性，开发设计适应钙钛矿晶硅叠层电池
IV
测试的设备是至关重要的
。

技术实现思路

[0005]为解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种钙钛矿晶硅叠层电池的瞬态
IV
测试设备，包括机架及安装在机架上的灯箱及测试平台；
[0007]所述机架内设置有用于为灯箱及测试平台供电的电源系统；
[0008]所述灯箱内安装有太阳光模拟器以及凹凸镜组件；
[0009]所述太阳光模拟器包括圆弧氙灯及
LED
灯阵列，且所述圆弧氙灯位于所述
LED
灯阵列的中部；
[0010]所述
LED
灯阵列用于作为辅助光源，在
IV
测试前对待测样品进行稳态光浸泡照射；
[0011]所述圆弧氙灯用于作为瞬态光源，对待测样品进行
IV
特性曲线的测试；
[0012]所述凹凸镜组件位于太阳光模拟器的下方，用于将太阳光模拟器发出的点光源的光线转化为等强度的平行光，且凹凸镜组件的下方作为所述灯箱的发光侧；
[0013]所述测试平台位于灯箱的下方，且测试平台上设置有用于固定待测样品的夹具以及用于与待测样品连接的探针
。
[0014]在一些实施例中，所述圆弧氙灯的个数为两个，两个圆弧氙灯对称设置且均位于
所述
LED
灯阵列的中部；
[0015]每个圆弧氙灯的正下方均设置有滤光片，且其中一个圆弧氙灯用于匹配钙钛矿电池光谱，另一个圆弧氙灯用于匹配晶硅电池光谱
。
[0016]在一些实施例中，所述
LED
灯阵列的恒光时间在0‑
30s
之间，光谱范围在
400
‑
800nm
之间，辐照度范围在
200
‑
1200W/m2之间
。
[0017]在一些实施例中，所述圆弧氙灯的恒光时间在
10
‑
200ms
之间，光谱范围在
300
‑
1200nm
之间，辐照度范围在
200
‑
1000W/m2之间，且能够提供频谱符合
AM1.5
标准要求的模拟太阳光
。
[0018]在一些实施例中，所述凹凸镜组件从上到下依次包括一层菲涅尔透镜
、
一层复眼透镜和另一层菲涅尔透镜
。
[0019]在一些实施例中，在所述灯箱内，所述太阳光模拟器与凹凸镜组件之间区域的内壁上还设置有陶瓷反光层
。
[0020]在一些实施例中，所述
LED
灯阵列的背面还设置有冷却铝板
。
[0021]在一些实施例中，还包括冷却水箱，所述机架及灯箱内设置有冷却水管网，所述冷却水箱与冷却水管网之间通过管路连通
。
[0022]在一些实施例中，所述测试平台上还安装有电子温控器件及温度传感器，用于在测试过程中使被测样品的温度保持在预设值
。
[0023]本专利技术另一方面提供了一种钙钛矿晶硅叠层电池的瞬态
IV
测试方法，采用上述的钙钛矿晶硅叠层电池的瞬态
IV
测试设备，且包括如下步骤：
[0024]S1、
将待测电池放在测试平台上，并使夹具固定好太阳能电池，且探针准确压在待测电池的电极上；
[0025]S2、
在上位机设定温控温度为
25℃
，测试平台上的安装的电子温控器件及温度传感器的工作，使得待测电池的温度稳定在
25℃
；
[0026]S3、
开启
LED
灯阵列，持续照射待测电池
30s
，辐照强度设定为
1000W/m2；
[0027]S4、
关闭
LED
灯阵列，启动圆弧氙灯，辐照强度设定为
1000W/m2，恒光时间设定为
100ms
，同时扫描待测电池的
IV
曲线，并通过调节圆弧氙灯的驱动电流，使其中一个圆弧氙灯匹配钙钛矿电池光谱，另一个圆弧氙灯匹配晶硅电池光谱；
[0028]S5、
测试结束，在上位机软件中绘制出
IV
曲线并得出相关测试结果
。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0030]本专利技术提供的钙钛矿晶硅叠层电池的瞬态
IV
测试设备及方法，以
LED
灯阵列作为稳态曝光的辅助光源，在瞬态
IV
扫描前，通过
LED
灯阵列辐照，能使钙钛矿晶硅叠层电池的离子运动达到平衡；以圆弧氙灯作为瞬态测试光源，能实现钙钛矿晶硅叠层电池的准确快速的
IV
扫描曲线的收集；并通过凹凸镜组件得到平行光，保证受光区域的辐照均匀度在可控误差范围内，确保辐照均匀性和稳定性；采用两个圆弧氙灯分别匹配钙钛矿电池光谱与匹配晶硅电池光谱，能够满足钙钛矿晶硅叠层电池的
IV...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钙钛矿晶硅叠层电池的瞬态
IV
测试设备，其特征在于，包括机架
(1)
及安装在机架
(1)
上的灯箱
(2)
及测试平台
(3)
；所述机架
(1)
内设置有用于为灯箱
(2)
及测试平台
(3)
供电的电源系统；所述灯箱
(2)
内安装有太阳光模拟器以及凹凸镜组件；所述太阳光模拟器包括圆弧氙灯
(21)
及
LED
灯阵列
(22)
，且所述圆弧氙灯
(21)
位于所述
LED
灯阵列
(22)
的中部；所述
LED
灯阵列
(22)
用于作为辅助光源，在
IV
测试前对待测样品进行稳态光浸泡照射；所述圆弧氙灯
(21)
用于作为瞬态光源，对待测样品进行
IV
特性曲线的测试；所述凹凸镜组件位于太阳光模拟器的下方，用于将太阳光模拟器发出的点光源的光线转化为等强度的平行光，且凹凸镜组件的下方作为所述灯箱
(2)
的发光侧；所述测试平台
(3)
位于灯箱
(2)
的下方，且测试平台
(3)
上设置有用于固定待测样品的夹具
(6)
以及用于与待测样品连接的探针
(7)。2.
一种钙钛矿晶硅叠层电池的瞬态
IV
测试方法，其特征在于，所述圆弧氙灯
(21)
的个数为两个，两个圆弧氙灯
(21)
对称设置且均位于所述
LED
灯阵列
(22)
的中部；每个圆弧氙灯
(21)
的正下方均设置有滤光片，且其中一个圆弧氙灯
(21)
用于匹配钙钛矿电池光谱，另一个圆弧氙灯
(21)
用于匹配晶硅电池光谱
。3.
根据权利要求1所述的钙钛矿晶硅叠层电池的瞬态
IV
测试设备，其特征在于，所述
LED
灯阵列
(22)
的恒光时间在0‑
30s
之间，光谱范围在
400
‑
800nm
之间，辐照度范围在
200
‑
1200W/m2之间
。4.
根据权利要求1所述的钙钛矿晶硅叠层电池的瞬态
IV
测试设备，其特征在于，所述圆弧氙灯
(21)
的恒光时间在
10
‑
200ms
之间，光谱范围在
300
‑
1200nm
之间，辐照度范围在
200
‑
1000W/m2之间，且能够提供频谱符合
AM1.5
标准要求的模拟太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁五辉，刘海波，袁驰，
申请(专利权)人：武汉爱疆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：