從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到產(chǎn)線落地,
鈣鈦礦電池測試流程貫穿“性能-穩(wěn)定-機(jī)理-標(biāo)準(zhǔn)”全鏈條。唯有通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩嗑S度驗(yàn)證,才能破解“高效易衰減”困局,推動其真正成為光伏產(chǎn)業(yè)的“明日之星”。
一、基礎(chǔ)電學(xué)性能測試:效率與參數(shù)的“初篩”
測試始于標(biāo)準(zhǔn)太陽光模擬器下的I-V特性測量。需在AM1.5G光譜(1000W/m²)下,以0.1V步長掃描電壓,獲取開路電壓(Voc)、短路電流密度(Jsc)、填充因子(FF)及轉(zhuǎn)換效率(PCE)。需同步校準(zhǔn)光源強(qiáng)度(如NREL標(biāo)準(zhǔn)電池),避免光譜失配誤差。此外,暗I-V測試可分析二極管特性,識別界面復(fù)合或串聯(lián)電阻異常;外量子效率(EQE)則通過單色光逐波長掃描,驗(yàn)證光吸收與電荷收集效率的匹配性。
二、穩(wěn)定性與環(huán)境耐受性測試:壽命驗(yàn)證的核心
鈣鈦礦對濕度、溫度、光照敏感,需多維度加速老化測試。濕熱測試(85℃/85%RH)模擬高溫高濕環(huán)境,監(jiān)測效率衰減;熱循環(huán)測試(-40℃~85℃,200次循環(huán))檢驗(yàn)材料熱膨脹匹配性;光照穩(wěn)定性則在持續(xù)白光或紫外光下(如1SUN,60℃)跟蹤性能變化。對于柔性器件,還需彎折測試(如10萬次180°彎曲)評估機(jī)械可靠性。
三、缺陷與失效分析:從現(xiàn)象到機(jī)理的溯源
電學(xué)異常(如效率驟降)需結(jié)合微觀表征定位根源。掃描電子顯微鏡(SEM)觀察薄膜形貌,排查針孔或裂紋;X射線光電子能譜(XPS)分析元素價(jià)態(tài),識別離子遷移(如I?擴(kuò)散);時(shí)間分辨光致發(fā)光(TRPL)則量化載流子壽命,判斷缺陷密度。若效率衰減伴隨Voc下降,可能是界面能級失配;Jsc降低或與光吸收層不均勻相關(guān)。
四、標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)業(yè)化銜接:數(shù)據(jù)可信度的保障
目前行業(yè)正推動測試標(biāo)準(zhǔn)化(如IEC61215擴(kuò)展),要求測試過程可追溯(如記錄溫濕度、光照波動)、數(shù)據(jù)重復(fù)(至少3次獨(dú)立樣品)。對于量產(chǎn)線,需引入在線檢測(如EL成像快速篩查隱裂),并與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)對標(biāo),確保工藝一致性。