测量装置

单结电池JV与EQE精准测量与比对01

发布时间:2022/6/3 15:07:13   
点击上方“光电智库”   年12月,顶刊《科学》杂志刊登了德国海姆霍兹柏林材料所(HZB)的钙钛矿/Si串联太阳能电池,认证效率达到29.15%。这个消息炸裂了整个光伏圈!这个效率不但超过了英国牛津光伏(OxfordPV)公司的28%效率记录,同时代表着光伏技术迈向30%的重要一步。

  我们观察了过去五年在旗舰期刊上发表突破效率的三个重要关键。分别是:

1.提供第三方的效率认证证书2.提供Jsc(IV)与Jsc(EQE)的比对差异3.提供效率统计数据分布图

  HZB在Science上发表的论文也符合这三个要求。文中Jsc(IV)和Jsc(EQE)的对比差异也不足5%。为什么它很重要?

  本文将介绍近10年来精准测量的痛点和历史。它还将描述为什么比较Jsc(IV)和Jsc(EQE)在当前太阳能电池研究中至关重要,以及如何准确测量Jsc(IV)和Jsc(EQE)。

精准光伏效率测量倡议的历史

  OSC自起就开始   PSC在精确测量方面也备受   光伏研究社群倡议重视精准测量。Nature杂志连续刊登了三篇文章,倡议钙钛矿精准测量PCE的重要性。其倡议的观点是,PSC钙钛矿太阳能电池与OSC有机太阳能电池都深具大规模商业化的潜力,但是在发展的过程中,错误的PCE效率报导,将会误导领域发展的方向,更耽误了其大规模商业化的路程。

图2:年Nature杂志刊登了三篇文章,倡议精准测量PCE的重要性。

  年NatureGroup发布「ASolarChecklist」。紧接着,NatureGroup为了避免不正确的结果刊登,影响该期刊的声名与该领域的发展,发布了「ASolarChecklist」自检表,要求投稿旗下所有期刊的作者,依照自检表上所要求的项目,提供相关与足够的信息。自检表主要是要求投稿作者,详细描述在自家实验室测试太阳能电池的相关条件。其核心目的是为了确保所要发表数据的可被重复性。有此足见,精准测量的要求,在指标期刊发表的重要性。

图3:NatureGroup于年发布的「ASolarChecklist」,要求太阳能电池相关研究论文于投稿阶段,同时填写并递交此讯息列表,以帮助提高论文结果的可重现性与相关透明度。

  年CellPress发布「PVChecklist」。在年9月,CellPress旗下能源领域的重要期刊Joule,除了在ISI公布最新期刊影响因子中,由年的15.04暴涨到27.05,晋升能源领域的顶级旗舰期刊外,同时也发布了「PVChecklist」。要求投稿到旗下其刊的太阳能电池论文,都需填写「PVChecklist」。而这份文件的要求内容,相较年NurtureGroup的「SolarChecklist」又更加的严谨,需提供的测试条件信息,要求更加的全面;同时,加入了校准溯源的新的要求与概念。光焱科技现在已经提供了系统用户相关的响应信息,协助客户能够快速并且真确的提供自检表上所要求的所有讯息,若有需要可以来信咨询相关信息(PVChecklist;qeservice

enli.   太阳能电池PCE数据的准确性与可信任性,已经是否能发表在顶级能源期刊的关键。我们观察过去五年相关论文发表的数据,发现到重要研究成果能否发表在顶级期刊上,有三个重要趋势:1.提供第三方的效率认证证书2.提供Jsc(IV)与Jsc(EQE)的比对差异3.提供效率统计数据分布图

  年HZB发表于Science期刊内文中,也符合了这三个要件。其提供了:

1.德国FraunhoferISE的第三方效率认证证书2.Jsc(IV)与Jsc(EQE)的比对差异3.效率统计数据分布图

图5:HZB于年发表在Science期刊近30%转换效率的钙钛矿太阳能电池,于文中提供的Jsc(IV)与Jsc(EQE)数据。再次显示两者的比对数据,已是顶刊投稿的必备条件。

  HZB的高效率与准确的测量结果,也展示在Jsc(IV)与Jsc(EQE)的比对误差在5%之内。本文中我们将介绍过去的痛点、精准测量的元素归纳、相关解决方案、成功案例的介绍。

评价太阳光模拟器的国际规范与相关参数的计算公式

  过去突破性的PCE数据难以被重现。15年前在有机太阳能电池OSC与钙钛矿太阳能电池PSC发展初期,报导了许多PCE效率突破的结果,但却有许多的结果,难以被其它同领域的研究实验室重复。先撇开道德疑虑或造假的猜疑,这个现象凸显了在过去的那个时期,整个太阳能电池研究社群都缺乏太阳能电池精准测量的相关知识,同时也缺发合适的设备与方法。

  随着对这些无法被重复的结果进行研究,大家对于如何正确的评价、测量太阳能电池的方法与相关合适的设备,逐渐了解。论文研究总是先于国际测试标准,随着相关研究的成熟与周延,对于这些正确的测试方法与设备,就形成了测试标准并获得国际认可。国际电工委员会所制定的IEC系列,针对地面型光伏测试标准,就是一个最好的例子。这个系列标准:

IV测试的方法(IEC-1)

标准电池的封装要求(IEC-2)

标准太阳光光谱的定义(IEC-3)

光伏测试领域的溯源方法(IEC-4)

光伏电池开路电压的温度系数修正方法(IEC-5)

光谱失配的修正(IEC-7)

光谱响应的测量方法与装置(IEC-8)

太阳光模拟器的分级标准(IEC-9)

  从方法到设备,经过15年光伏社群的的群策群力,不断的修缮、改进标准的内容,目前已经能够提供整个光伏社群一个准确测量体系的依靠。

  而为什么要比对Jsc(IV)与Jsc(EQE)、如何精准的测量Jsc(IV)与Jsc(EQE)、以及比对成功案例的介绍,将在本系列的第二篇文章:单结电池JV与EQE精准测量与比对02-进行更详细的介绍。其大纲如下:

单结电池JV与EQE精准测量与比对02

–为何要求Jsc(IV)与Jsc(EQE)的比对

–IV测试仍存在许多人为误差的可能–Jsc(EQE)的不确定度低,可以用来验证IV测试结果的Jsc(IV)–Jsc(IV)与Jsc(EQE)的比对误差范围

–如何精准测量Jsc(IV)与Jsc(EQE)

–成功案例(一)年23.32%世界效率的钙钛矿太阳能电池–成功案例(二)年16%高效率有机太阳能电池–Jsc(IV)准确的测试–Jsc(EQE)准确的测试

本文关键词:

精准测量、太阳能电池

拼效率、新体验

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