一、案例項(xiàng)目簡介

1.項(xiàng)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(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)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(xiàng)目挑戰(zhàn)

   傳統(tǒng)電子負(fù)載加萬用表測量的效率低下；

   進(jìn)口源表的軟件配套開發(fā)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(jié)構(gòu)，一般為立方體或八面體結(jié)構(gòu)。

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

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

2.鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)與原理

在接受太陽光照射時(shí)，鈣鈦礦層首先吸收光子產(chǎn)生電子-空穴對。因?yàn)檫@些鈣鈦礦材料往往具有較低的載流子復(fù)合幾率和較高的載流子遷移率，所以載流子的擴(kuò)散距離和壽命較長。這些未復(fù)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?shù)降入娮觽鬏攲樱詈蟊籌TO（導(dǎo)電玻璃電極Indium-tin oxide）收集；空穴從鈣鈦礦層傳輸?shù)娇昭▊鬏攲?，最后被金屬電極收集，通過連接FTO（導(dǎo)電玻璃、Fluorine-doped tin oxide）和金屬電極的電路而產(chǎn)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

測量以下主要參數(shù)：

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(zhuǎn)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）

……

測量以下主要參數(shù)：

光譜響應(yīng)度；

外量子效率；

內(nèi)量子效率；

反射率；

透射率；

積分短路電流密度；

光束誘導(dǎo)電流

……

2.測試所需儀表

AAA級太陽光模擬器；

標(biāo)準(zhǔn)單晶硅太陽電池（中國計(jì)量研究院標(biāo)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(biāo)

4.選型依據(jù)

電壓量程及精度；電流量程及精度；

采樣速率高；IV測試分析軟件功能；

5.測試鏈接

四、常見技術(shù)問題匯總FQA

1. 與傳統(tǒng)電子負(fù)載和萬用表測量方案的區(qū)別？

源表集成源與表于一體，集成度高，從硬件上來說接口標(biāo)準(zhǔn)，有RS232、GPIB和LAN口，更適 合實(shí)驗(yàn)室和自動(dòng)化測試線的應(yīng)用。從軟件上來說，指令集的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，上位機(jī)軟件開發(fā)容易。

2.與進(jìn)口源表相比有哪些優(yōu)勢？

普賽斯的S系列源表完全對標(biāo)吉時(shí)利2400，可測量電壓和電流范圍更寬。軟件上不僅提供指令 集，還支持C++和Labview的SDK包，更便于測試系統(tǒng)的集成。

3.普賽斯源表可以應(yīng)用于鈣鈦礦哪些測試領(lǐng)域？

普賽斯的S系列源表可以應(yīng)用于科研、教學(xué)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，也可以應(yīng)用于產(chǎn)線自動(dòng)化測試。