當下不少鈣鈦礦電池的實驗室效率已經做到和晶硅持平,甚至超過晶硅,在效率上鈣鈦礦電池可以進行商業化應用且制備成本比傳統的晶硅電池更低,但阻礙鈣鈦礦電池商業化是其長期穩定性,目前業內解決該問題最直接的一種手段就是針對鈣鈦礦材料本身的改性提升材料本征穩定性。另一種可行的手段是通過工藝和工程手段隔絕外界的不穩定因素,即隔絕水、熱等環境因素,從而減少乃至避免外界不穩定因素對于材料和器件的影響。
目前對鈣鈦礦太陽能電池穩定性測試沒有國際性的統一標準,行業內通用的做法是將電池置于1sun標準光照射下, 持續最大功率點跟蹤(MPPT)進行光老化測試。常規測試時間是1000小時。
本系統是專為鈣鈦礦太陽能電池研究工作者量身打造的一款功能*、齊全的多通道太陽能電池和組件穩定測試系統,采用3A+LED光源 太陽光模擬器或白光LED作為老化光源,可通過多種方式對電池進行控溫并控制電池所處的環境氣氛(N2、干空、恒溫恒濕等),可以對多組電池同時進行長期的穩定性能測試,除了傳統的MPPT模式以外,還增加了恒壓(如開路電壓)和恒流老化(如短路電流)模式以增加穩定性研究的靈活性,并集成了*數據分析軟件可以實時查看和對比不同樣品的各項性能指標。
一、太陽能電池測試設備系統組成
1.1、硬件系統
1.1.1、老化光源
本系統可選配3A+ LED太陽光模擬器和白光LED單色光源,以下分別對兩種光源進行介紹

BG-LED-AAA系列LED太陽光模擬器是一款供科研使用的理想太陽光光源,是對目前氙燈光源太陽光模擬器的升級換代產品,優良的特性更加適合對太陽能電池、半導體材料及生物科學的研究
產品特點
●符合IEC 60904-9,JIS 8904-9和ASTM E927-10關于光譜匹配度A+,輻射空間均勻性A和時間不穩定性的A+要求。
●采用進口大功率LED芯片,使用多種不同波長的LED進行光譜擬合,實現了對太陽光的模擬
●光源使用壽命>10000小時,不再需要定期更換昂貴且危險的燈泡。
●獨立光譜控制,在350nm~1150nm光譜范圍內,根據IEC 60904-9標準分為6個光譜段,每個光譜段均可獨立調節控制。用戶可自定義不同光譜滿足不同測試需要。
●寬泛的閃光時間控制,可實現最小100ms連續閃光直至常亮
●可選光強反饋系統,實時光強進行快速校準
●7寸LCD觸摸屏控制,圖形化界面操作,操作快捷方便。
●支持5種閃光預設方案設置,且可實現無縫切換,適用不同的測試需求。
●配有CAN總線、RS232和RS485接口,可與外部測試設備互聯,實現遠端控制與協同。
太陽能電池測試設備技術參數
光源類型 | 穩態LED光源 | |
光譜范圍 | 350~1100 | |
有效光斑面積 | 100mm×100mm | 250mm×250mm |
光譜匹配度 | A+ | |
均勻性 | A | |
時間不穩定性 | A+ | |
光源使用壽命 | >10000小時 | |
典型輸出功率 | 100 to 1100 W/m2 (0.1 to 1.1 SUN) 可調 | |
供電電壓 | AC220V/50HZ | |
光譜圖

●LED白光光源
光源特點
●大面積
①燈板面積:300×200mm2,有效光照面積: 270×180mm2;
②燈板面積:360×360mm2,有效光照面積: 350×350mm2;
超大光照面積LED燈珠陣列燈板,支持多個小電池和小型模組同時光照測試。
●長壽命
穩定性:10000小時;
該部件選用高穩定長壽命進口燈珠,定制高熱容鋁合金散熱片,無極調速矩陣式風冷和壓縮制冷循環水冷兩種散熱方式保障了光源在連續光照工作的壽命。在維持光源光照強度的前提下,大大延緩了光源光強的衰退。
●材質優選
進口燈珠;高熱容 7075 鋁合金氧化烤漆燈體/高強度304不銹鋼磨砂烤漆燈體。
●光強可調節:
0.1-4 Sun等效光強可調節;20W-900W可調功率區間,約180W使鈣鈦礦太陽能電池生成一個太陽模擬器下輸出的電流。
●波長范圍
單波長450nm
●可定制:
光強接受非標定制,出貨燈板等效光強最高達到7sun;燈板面積接受非標定制,出貨燈板面積最大達到1000mm×600mm,可更大。
●安全可靠:
漏電保護&過壓過流保護系統。
光源光譜圖

兩種光源方案的對比
3A+LED光源 太陽光模擬器 | LED白光光源 | |
光譜范圍 | 350nm~1100nm | 450nm |
光譜匹配等級 | A+ | 無 |
均勻性 | A | 無 |
時間穩定性 | A+ | A |
1.1.2、測試系統
本系統可配置獨立單通道測量系統和單通道輪詢測量系統,以下分別做介紹
●多通道并行測試系統

采用小功率可編程直流電子負載卡,具有高精度、高可靠性、全功能(恒流,恒壓,恒功率,恒電阻)、便于集成等特點。具備OCP/OVP/OPP/OTP多重保護,配備高速LAN接口,在絕大部分集成應用中可代替小功率單體電子負載并為用戶大幅節省成本,尤其適合高校、科研院所應用。
產品特點:
●功率范圍:20W/25W/50W
●電壓范圍:0~20V/0~60V/0~100V
●單機10/19通道,通道間隔離
●OCP/OVP/OPP/OTP多重保護
●電流范圍:0~1A/0~5A/0~10A
●工作模式:CC、CV、CP、CR、CCD
●支持LAN通訊,LAN雙接口
●支持模擬短路、帶/卸載鎖存等功能
參數規格表
| 最大電壓 | 60V | |
| 最大電流 | 5A | |
| 最大功率 | 50W | |
| 恒電流模式 | ||
| 量程 | 0-250mA | 0-5A |
| 分辨率 | 16bits | |
| 精度(23±5℃) | 0.02%+0.05%F.S.(大量程),0.02%+0.5%F.S.(小量程) | |
| 恒電壓模式 | ||
| 量程 | 0-60V | |
| 分辨率 | 16bits | |
| 精度(23±5℃) | 0.02%+0.05%F.S. | |
| 恒電阻模式 | ||
| 量程 | 0.2~10000Ω | |
| 分辨率 | 16bits | |
| 精度(23±5℃) | 0.1%+0.1%F.S. | |
| 恒功率模式 | ||
| 量程 | 0-50W | |
| 分辨率 | 16bits | |
| 精度(23±5℃) | 0.1%+0.1%F.S. | |
| 電流測量 | ||
| 量程 | 0-250mA | 0-5A |
| 分辨率 | 16bits | |
| 精度(23±5℃) | 0.02%+0.05%F.S.(大量程),0.02%+0.5%F.S.(小量程) | |
| 電壓測量 | ||
| 量程 | 0-60V | |
| 分辨率 | 16bits | |
| 精度(23±5℃) | 0.02%+0.05%F.S. | |
| 其他 | ||
| 通訊接口 | LAN | |
| 通訊響應時間 | ≤10ms | |
| 輸入 | 220V AC±10% ,頻率47Hz-63Hz | |
| 溫度規格 | 工作溫度:0℃-40℃;存儲溫度:-20℃-60℃ | |
| 工作環境 | 海拔:<2000m;相對濕度:5%-90%(無結露);使用氣壓:80-110kPa | |
●單通道輪詢測量系統
本系統采用吉時利24XX系列源表+自研源表通道擴展器可將單通道吉時利24XX系列源表拓展成24通道實現多通道輪詢測量

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