【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳电池，尤其涉及一种太阳电池的电流-电压稳态测试方法。
技术介绍
1、太阳电池是一种半导体器件，是将太阳光通过光生伏打效应转成电能的装置。太阳电池发展的最核心的性能指标在于转换效率；而转换效率的精准计量测试，使产品效率、衰减率、资产回报率等参数被准确估算，能够评估产品可靠性，以及为制造商和研究人员持续提高电池转换效率指明方向，从而促进行业发展。
2、在太阳电池效率评估与计量测试中，通常使用模拟太阳光对电池加电压，测试其相应的电流，通过电流-电压(i-v)测试程序定义电压测试范围、扫描步长、扫描速率等一系列参数，快速扫过i-v曲线，利用源表读取被测设备的电流和电压。
3、近年光伏领域迅猛发展，太阳电池的种类增多，新型电池不断涌现，各类太阳电池的稳定性不同，甚至稳定性差异很大。例如，钙钛矿太阳电池是其中一个热门研究方向，与传统的晶硅太阳电池相比，钙钛矿太阳电池的短期和长期稳定性都较差。若电池的稳定性差，尤其当短期稳定性较差时，在i-v测试过程中电池本身可能会发生变化，因此电流的测量结果无法重复或者测量结果不稳定，例如，钙钛矿太阳电池在0.83v的电压作用下电流不稳定，如图1所示。另外，若电池稳定性差，尤其当短期稳定性较差时，利用常规的快速扫描i-v曲线时经常会看到比较明显的迟滞行为，即电压扫描方向不同时电流的数值不一样。因此，对于稳定性低的太阳电池，其准确光电转换效率难以评估。
4、为此，目前在常规的i-v测试基础上利用渐近法测试电池稳定状态下的转换效率。渐进法是指利用快速扫描i-
技术实现思路
1、针对上述技术现状，本专利技术旨在提供一种太阳电池的电流-电压稳态测试方法。
2、本专利技术提供的技术方案是：一种太阳电池的电流-电压稳态测试方法，对太阳电池施加扫描电压，测试太阳电池在扫描电压的输出电流，包括如下步骤：
3、(1)设置扫描电压的初始化参数，初始化参数包括初始电压voltage_intial、终止电压voltage_final、电压步长step_volt、在每个电压的最低保持时间t_min、在每个电压的最高保持时间t_max，以及电流的稳态标准值std，并且voltage_intial＜voltage_final，t_min＜t_max；
4、(2)启动扫描电压，令当前电压voltage_m＝初始电压voltage_intial；
5、(3)对太阳电池样品施加当前电压voltage_m，监控当前电压voltage_m的保持时间t，测试在当前电压voltage_m下太阳电池样品的输出电流；
6、(4)当t＜t_min时，进行步骤(3)，否则进行步骤(5)；
7、(5)计算在保持时间t内电流的标准差std_m，若std_m≤std，进行步骤(6)，否则进行步骤(7)；
8、(6)输出保持时间t内电流的平均值current_a，记录voltage_m与current-_a；然后，令voltage_m＝voltage_m+step_volt，进行步骤(8)；
9、(7)若t＜t_max，进行步骤(3)，否则进行步骤(6)；
10、(8)若voltage_m＜voltage_final，进行步骤(3)，否则，进行步骤(9)；
11、(9)停止扫描电压。
12、所述当前电压voltage_m的保持时间等于当前时间减去当前电压voltage_m的施加起始时间。
13、所述电流的稳态标准值std是保持时间内电流随时间的变化值满足的一个自设的标准值，当电流随时间的变化值小于或者等于稳态标准值std，视为电流达到稳态，反之视为电流未达到稳态。作为优选，电流随时间的变化值是统计里的标准差概念，即总体各单位标准值与其平均数离差平方的算术平均数的平方根，它反映组内个体间的离散程度，具体指保持时间内最近一段时间(称为最近采集时间段)采集的电流数值与其平均数离差平方的算术平均数的平方根。
14、作为优选，扫描电压连接控制程序，控制程序设置控制界面，在控制界面设置初始化参数。
15、作为优选，所述步骤(6)中，保持时间t内电流的平均值current_a的计算方法是：取所述最近采集时间段采集的电流点的算术平均值。
16、本专利技术中，扫描结束后自动保存所有数据点，并且实时绘制电流-电压图、电流-时间图、功率-电压图、最大功率-时间图中的一种或者几种。
17、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
18、(1)针对扫描电压，对每个电压设置最低保持时间t_min与最高保持时间t_max，即，将每个电压的保持时间限制在t_min-t_max之间，一方面保证了在每个电压下的最短停留时间，为实现在该电压下电流达到稳态创造条件，另一方面限定了每个电压下的最长停留时间，避免了停留时间过长而导致的时间耗费；
19、(2)设定电流达到稳态的标准，即电流的稳态标准值std，自主监测在自定义电压下电流随时间的变化，当保持时间t在t_min-t_max之间时，电流在该电压下符合电流的稳态标准std，则电流在该电压下达到稳态，自动进行下一个电压的监测，直至扫描设定的电压结束为止，当保持时间t超过t_max时，无论电流随时间的变化值是否满足稳态标准std，都会自动进行下一个电压的监测；
20、(3)本专利技术可以实现自定义分段电压扫描，如设定第一段扫描电压的范围和电压停留时间，接着设定第二段扫描电压的范围和电压停留时间，测试过程实现自动化。
21、(4)利用本专利技术能够实现自主可控的太阳电池电流-电压测试，并且能够实现太阳电池的电流稳态测试，尤其适用于电池的电流不稳定的太阳电池，提高i-v测试结果的精确度，实现i-v精确测试，从而实现太阳电池效率的精确测试。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种太阳电池的电流-电压稳态测试方法，其特征是：对太阳电池施加扫描电压，测试太阳电池在扫描电压的输出电流，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的稳态测试方法，其特征是：所述电流的稳态标准值STD是指保持时间内最近一段时间，称为最近采集时间段，采集的电流数值与其平均数离差平方的算术平均数的平方根。
3.如权利要求2所述的稳态测试方法，其特征是：所述步骤(6)中，保持时间T内电流的平均值Current_A的计算方法是：取所述最近采集时间段采集的电流点的算术平均值。
4.如权利要求1、2或3所述的稳态测试方法，其特征是：扫描电压连接控制程序，控制程序设置控制界面，在控制界面设置初始化参数。
5.如权利要求1、2或3所述的稳态测试方法，其特征是：扫描结束后自动保存所有数据点，并且实时绘制电流-电压图、电流-时间图、功率-电压图、最大功率-时间图中的一种或者几种。
6.如权利要求4所述的稳态测试方法，其特征是：扫描结束后自动保存所有数据点，并且实时绘制电流-电压图、电流-时间图、功率-电压图、最大功率-时间图中的一种或者几种。
...【技术特征摘要】
1.一种太阳电池的电流-电压稳态测试方法，其特征是：对太阳电池施加扫描电压，测试太阳电池在扫描电压的输出电流，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的稳态测试方法，其特征是：所述电流的稳态标准值std是指保持时间内最近一段时间，称为最近采集时间段，采集的电流数值与其平均数离差平方的算术平均数的平方根。
3.如权利要求2所述的稳态测试方法，其特征是：所述步骤(6)中，保持时间t内电流的平均值current_a的计算方法是：取所述最近采集时间段采集的电流点的算术平均值。
【专利技术属性】
技术研发人员：肖传晓，郎茜婷，张恩浩，江永杰，邱之恒，刘檄睿，苟洋洋，李明桧，时晓露，姜高颖，叶继春，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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