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(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.項目挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)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(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

(1)鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)與原理

在接受太陽光照射時，鈣鈦礦層首先吸收光子產(chǎn)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(fù)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(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?，后被ITO（導(dǎo)電玻璃電極Indium-tin oxide）收集；空穴從鈣鈦礦層傳輸?shù)娇昭▊鬏攲樱蟊唤饘匐姌O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

(1)IV系統(tǒng)

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）

……

(2)QE系統(tǒng)

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(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