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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

更新時間:2022-01-07      點擊次數:3417
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鈣鈦礦疊層電池精準測量技術

 

2021年12 月6日,“第三屆全球鈣鈦礦與疊層電池產業化論壇” 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余名技術專家、20余場大會主旨發言報告,共同探討鈣鈦礦與疊層電池技術及產業化的未來發展趨勢與發展方向,對破解行業難題、推動產業發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》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在產學研的進程上與業界碰撞出更多火花。

 

鈣鈦礦-晶硅疊層電池測試的挑戰

 

隨著鈣鈦礦電池的技術多元化發展,除了純鈣鈦礦之外,鈣鈦礦晶硅疊層電池的量產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28%效率突破的結果發表后,Enlitech隨即在2021年一月刊投稿Joule并發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,是高效疊層太陽能電池,效率持續突破的關鍵;而疊層電池的的精準測量,更是此領域發展的重要一環。”(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特性穩態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

 

面對結構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,我們需要調節電流平衡,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光譜調整;對于具有新型鈣鈦礦子電池的疊層電池,也必須采用穩態的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
* 光譜可調的太陽光模擬器
* 匹配的標準電池
* 以及可自動執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定、不確定度低的源表,降低量測的不確定度,能為研發或質量人員大幅節省測量時間,且得到一個有說服力的數據,是我們持續邁向30%效率突破的努力方向,也是帶動鈣鈦礦產業化發展的重要基石。

 

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