一、案例項目簡介

1.項目背景

鈣鈦礦型太陽能電池（perovskite solar cells），是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽能電池，屬于第三代太陽能電池，也稱作新概念太陽能電池。

2.項目挑戰

傳統電子負載加萬用表測量的效率低下；

進口源表的軟件配套開發不完善。

二、鈣鈦礦材料簡介

1.鈣鈦礦材料種類

鈣鈦礦晶體為ABX3 結構，一般為立方體或八面體結構。

在鈣鈦礦晶體中，B離子位于立方晶胞的中心，被6個X離子包圍成配位立方八面體，配位數為6；

A離子位于立方晶胞的角頂，被12個X離子包圍成配位八面體，配位數為12，如圖 所示，其中，A離子和X離子半徑相近，共同構成立方密堆積。

2.鈣鈦礦太陽能電池的結構與原理

(1)鈣鈦礦電池結構與原理

在接受太陽光照射時，鈣鈦礦層首先吸收光子產生電子-空穴對。因為這些鈣鈦礦材料往往具有較低的載流子復合幾率和較高的載流子遷移率，所以載流子的擴散距離和壽命較長。這些未復合的電子和空穴分別被電子傳輸層和空穴傳輸層收集，即電子從鈣鈦礦層傳輸到等電子傳輸層，后被ITO（導電玻璃電極Indium-tin oxide）收集；空穴從鈣鈦礦層傳輸到空穴傳輸層，后被金屬電極收集，通過連接FTO（導電玻璃、Fluorine-doped tin oxide）和金屬電極的電路而產生光電流。

(2)鈣鈦礦電池制作過程

(3)典型成品鈣鈦礦電池片

三、方案說明

1.測試要求

(1)IV系統

測量以下主要參數：

開路電壓Uoc（Open Circuit Voltage）；

短路電流Isc（Short-circuit Current）；

峰值電壓Um；

峰值電流Im；

峰值功率Pm=UmXIm；

填充因子FF；

轉換效率?=Pm（電池片峰值功率）XPin（單位面積入射的光功率）/S（電池片的面積）

……

(2)QE系統

測量以下主要參數：

光譜響應度；

外量子效率；

內量子效率；

反射率；

透射率；

積分短路電流密度；

光束誘導電流

……

2.測試所需儀表

AAA級太陽光模擬器；

標準單晶硅太陽電池（中國計量研究院標定）；

普賽斯S300源表；

樣品探針臺或者定制夾具；

IV測試分析軟件；

3.典型測試指標

4.選型依據

電壓量程及精度；電流量程及精度；

采樣速率高；IV測試分析