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邁向30%效率的鈣鈦礦-晶硅疊層電池精準測量技術(shù)

更新時間:2022-01-07      點擊次數(shù):2581
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鈣鈦礦疊層電池精準測量技術(shù)

 

2021年12 月6日,“第三屆全球鈣鈦礦與疊層電池產(chǎn)業(yè)化論壇” 在江蘇昆山順利召開。會議吸引了荷蘭TNO、德國HTW、新加坡SERIS、波蘭Saule、光焱科技、協(xié)鑫光電、纖納光電、極電光能、眾能光電、荷蘭SMIT、蘇州納米所、西湖大學、暨南大學、蘇州大學、武漢理工、重慶大學等近百家單位的300余名技術(shù)專家、20余場大會主旨發(fā)言報告,共同探討鈣鈦礦與疊層電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化的未來發(fā)展趨勢與發(fā)展方向,對破解行業(yè)難題、推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有積極而深刻的里程碑意義。

 

受主辦方邀請,光焱科技股份有限公司副總經(jīng)理柯歷亞女士在論壇上作《鈣鈦礦/硅疊層電池精準測量技術(shù)》演講報告,通過遠程視頻連線的方式向參會嘉賓介紹了鈣鈦礦-晶硅疊層測試的國際標準方法、測試流程、解決方案,期待鈣鈦礦硅疊層電池測量技術(shù)在產(chǎn)學研的進程上與業(yè)界碰撞出更多火花。

 

鈣鈦礦-晶硅疊層電池測試的挑戰(zhàn)

 

隨著鈣鈦礦電池的技術(shù)多元化發(fā)展,除了純鈣鈦礦之外,鈣鈦礦晶硅疊層電池的量產(chǎn)也來到了最后一里路。最新NREL效率圖表顯示鈣鈦礦疊層電池即將突破30%效率大關,而行業(yè)又再次面臨一個難題:如何準確又簡易地精準測量。

 

2020年12月,在HZB團隊實現(xiàn)28%效率突破的結(jié)果發(fā)表后,Enlitech隨即在2021年一月刊投稿Joule并發(fā)表了對鈣鈦礦晶硅疊層電池的觀點:“與時俱進的工藝與先進光學檢測技術(shù),是高效疊層太陽能電池,效率持續(xù)突破的關鍵;而疊層電池的的精準測量,更是此領域發(fā)展的重要一環(huán)。”(DOI: 10.1016/j.joule.2021.01.008)

 

鈣鈦礦-晶硅疊層電池測試的標準

 

目前,各大實驗室對于鈣鈦礦太陽能電池IV特性穩(wěn)態(tài)測試也都找到了合適的測量方法,并且達成共識:

測試方法:

1、最大功率追蹤法

2、最大功率漸進法

 

鈣鈦礦-晶硅疊層電池測試的方法

 

面對結(jié)構(gòu)復雜的鈣鈦礦晶硅疊層電池,有一個很關鍵的工作,就是定義疊層電池器件的限流電池。

因此,我們需要調(diào)節(jié)電流平衡,在此條件下測量疊層器件的正確 I-V 特性。電流平衡過程會涉及每個子電池的光譜響應測量(或 QE)和太陽模擬器的連續(xù)光譜調(diào)整;對于具有新型鈣鈦礦子電池的疊層電池,也必須采用穩(wěn)態(tài)的IV測試方法。同時,光譜失配是一個很重要的理論基礎,目標也就是讓疊層電池回歸: 真正的AM1.5G光譜下的效率。我們建議使用下列幾項可以快速、精準地完成測量:
* 疊層EQE測試
* 光譜可調(diào)的太陽光模擬器
* 匹配的標準電池
* 以及可自動執(zhí)行最大功率漸進法的IV軟件

 

此外,鈣鈦礦-晶硅疊層電池精準測試過程中,以不確定度來表示測量結(jié)果的代表性是一個比較科學的方法。通過熟練或自動化操作、標準電池的選用及使用穩(wěn)定、不確定度低的源表,降低量測的不確定度,能為研發(fā)或質(zhì)量人員大幅節(jié)省測量時間,且得到一個有說服力的數(shù)據(jù),是我們持續(xù)邁向30%效率突破的努力方向,也是帶動鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要基石。

 

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