量子效率测试仪
PL/EL一体机
Sinton硅片少子寿命测试仪
Sinton硅块少子寿命测试仪
绒面反射率测试仪
3D共聚焦显微镜
清洗制绒工作站
在线四探针方阻测试仪
全自动扫描四探针方阻测试仪
在线薄膜厚度测试仪
晶化率测试仪
Horiba高速高分辨显微共焦拉曼光谱仪
傅里叶红外光谱仪
霍尔效应测试仪
分光光度计
全光谱椭偏仪
Horiba椭圆偏振光谱仪
TLM接触电阻率测试仪
超景深显微镜
网版智能影像测量仪
全自动影像测量仪
卧式拉力机
电池片稳态光衰老化试验箱
电池片紫外老化试验箱
电池片拉脱力综合测试仪
外观检验台
湿漏电测试系统
组件实验室EL测试仪
紫外老化试验箱
稳态光衰老化试验箱
电流连续性监测系统
PID测试系统
旁路二极管测试系统
LeTID测试系统
反向电流过载系统
脉冲电压测试系统
绝缘耐压测试仪
接地连续性测试仪
绝缘耐压接地测试仪
湿热环境试验箱
湿冻环境试验箱
热循环试验箱
动态机械载荷测试机
静态机械载荷测试机
冰雹冲击试验机
引出端强度试验机
霰弹冲击试验机
抗划伤(切割)测试机
剥离试验机
万能材料试验机(单臂)
万能材料试验机(双臂)
光伏玻璃透过率测试仪
醋酸测试试验箱
交联度测试系统
二极管接线盒综合测试仪
落球冲击试验机
半自动四探针
全自动探针式台阶仪
复合式LED模拟器
多通道太阳能MPPT系统
LED模拟器光浴
Horiba高灵敏一体式稳瞬态荧光光谱仪
钙钛矿P1激光划线测试仪
钙钛矿在线膜厚测试仪
钙钛矿工艺检测工作站
手持式IV测试仪
便携式EL测试仪
手持热成像测试仪
户外组件IV测试仪
户外组件多通道测试系统
光伏逆变器电能质量测试仪
无人机EL检测仪
基于ISOS标准的全面解析与应用,钙钛矿太阳能电池(PSCs)稳定性评估
日期:2025-04-17浏览量:30
新型光伏技术需兼具高功率转换效率和长期稳定性,钙钛矿太阳能电池虽有潜力,但稳定性研究存在问题,现有国际电工委员会(IEC)标准不适用于此类新兴光伏技术,而 ISOS标准可作为统一测试的起点。「美能光伏」紫外老外试验箱、温湿度综合环境箱等一系列可靠性检测设备,可模拟外界的温湿度、UV等环境因素,对钙钛矿太阳能电池进行可靠性测试。
现有 ISOS 稳定性标准
ISOS标准分为五类,包括暗存储测试、户外测试、光照浸泡测试、热循环测试和光-湿度-热循环测试,每个类别有三个复杂程度级别,这些标准对钙钛矿太阳能电池稳定性研究有重要意义。
现有的ISOS稳定性标准及针对钙钛矿材料和电池特性的建议附加标准
黑暗存储测试(ISOS-D):评估太阳能电池在黑暗条件下的稳定性,模拟电池在未暴露于光照时的存储条件。
户外测试(ISOS-O):通过自然阳光和环境条件下的老化测试,模拟实际使用场景。
光照浸泡测试(ISOS-L):研究长时间光照对太阳能电池性能的影响。
热循环测试(ISOS-T):评估温度变化对太阳能电池稳定性的影响。
光-湿度-热循环测试(ISOS-LT):结合光照、湿度和温度变化,模拟更复杂的实际使用环境。
针对钙钛矿太阳能电池的特定 ISOS 标准
光-暗循环测试(ISOS-LC):模拟昼夜循环,考虑到PSCs在黑暗中部分降解的可逆性,设置不同循环周期和占空比进行测试。
暗态电偏压测试(ISOS-V):研究电偏压对电池的影响,包括正偏压和负偏压,测试后需追踪电池恢复情况。
本征稳定性测试(ISOS-I):在惰性气氛中进行测试,区分本征和外在降解因素,有助于分析降解模式,测试时需注意湿度控制和封装情况的报告。
ISOS-I标准用于惰性气氛中的老化实验:
在惰性气氛中进行测试的具体标准
ISOS-D-2I:在65°C或85°C的惰性气氛中进行黑暗存储测试,评估PSCs在高温下的稳定性。
ISOS-V-2I:在65°C或85°C的惰性气氛中施加电偏置,研究电场对PSCs稳定性的影响。
ISOS-LC-3I:在65°C或85°C的惰性气氛中进行光-暗循环测试,模拟实际应用中的日夜循环,评估PSCs在这种条件下的性能变化。
钙钛矿太阳能电池(PSCs)稳定性测试
PSCs在光照、温度和电偏置等条件下的性能变化
MPP 跟踪与 J-V 扫描对比:MPP跟踪和J-V扫描得到的效率曲线不完全一致,这表明在MPP条件下电池的性能可能与静态测量时有所不同。
光暗循环下的 PCE 变化:在光照条件下,PCE逐渐下降;而在黑暗中,PCE部分恢复。
连续与循环光照下的 PCE 演变:连续光照下PCE逐渐下降,而周期性光照条件下PCE的变化更为复杂。周期性光照可能模拟了实际应用中的日夜循环,显示出PSCs在这种条件下的性能变化与连续光照不同。
暗态下不同正向偏压对 PCE 的影响:施加正向偏置电压会导致PCE的快速下降,这表明电场会加速钙钛矿材料中的离子迁移和缺陷态的形成。
不同状态下的光 J-V 曲线:反向偏置会导致PCE的显著下降,但经过一段时间的MPP跟踪后,性能可以部分恢复。这表明反向偏置可能诱导了可逆的离子迁移和缺陷态变化,而MPP跟踪条件有助于部分恢复这些变化。
钙钛矿太阳能电池稳定性研究清单
PSC稳定性研究报告中建议的检查清单
提出了详细的检查清单,确保在报告稳定性研究时提供足够的信息,包括初始表征、老化条件、测量方法、样本数量等。
稳定性评估指标:
用于评估PSC稳定性的可能性能指标
为钙钛矿太阳能电池的稳定性评估提供了一套标准化的性能指标,这些指标涵盖了从初始PCE下降到特定百分比的时间(如T80、TS80、T95、TS95),以及在特定周期内的能量输出(如η1000)。这些指标不仅考虑了PCE的动态变化,还考虑了恢复过程和循环应力条件下的性能变化。
不同PCE时间演变曲线及T80估计方法
PSC老化过程中的PCE变化曲线:展示了不同类型PSCs在连续光照下的PCE随时间的变化曲线。
图a:一个相对稳定的PSC,其PCE随时间缓慢下降。
图b:一个PSC在初始阶段(“烧入”阶段)PCE快速下降,随后进入一个相对稳定的阶段。
图c:一个PSC的PCE在老化过程中先增加后下降,这种非单调的行为可能与光诱导的性能提升和随后的降解有关。
图d:一个PSC在光照和黑暗循环条件下的PCE变化,表现出明显的可逆性,即在黑暗中PCE部分恢复。
T80 估算的常见方法:T80 是指 PCE 下降到初始值 80% 所需的时间,常作为评估太阳能电池稳定性的指标。
ISOS标准的应用和展望
不同ISOS标准之间的关系
主要应力因素
大气环境:包括惰性气氛、环境湿度和环境空气,这些因素影响PSCs与外界环境(如氧气和水分)的相互作用。
温度:包括室温、固定高温和循环温度,这些条件模拟了PSCs在不同环境温度下的性能变化。
光照:包括有光照和无光照条件,光照可以加速PSCs的降解过程。
电偏置:包括有偏置和无偏置条件,电偏置可以模拟PSCs在实际工作中的电场环境,影响离子迁移和缺陷态的形成。
通过矩阵形式展示了不同标准之间的关系,强调了如何通过比较不同标准来理解各种应力因素对PSCs稳定性的影响。
基于ISOS标准的钙钛矿太阳能电池(PSCs)稳定性评估,为研究人员提供了一套全面且标准化的测试方法和性能指标。ISOS标准不仅为PSCs的稳定性测试提供了坚实的理论基础,还通过详细的实验设计、数据报告和分析框架,确保了研究结果的可比性和可靠性。
美能温湿度综合环境试验箱
美能温湿度综合环境试验箱采用进口温度控制器,能够实现多段温度编程,具有高精确度和良好的可靠性,满足不同气候条件下的测试需求。
温度范围:20℃~+130℃
温湿度范围:10%RH~98%RH(at+20℃-+85℃)
满足试验标准:IEC61215、IEC61730、ISOS等检测标准
基于ISOS的标准化测试和评估方法,结合先进的实验设备如美能温湿度综合环境试验箱,将极大地促进钙钛矿太阳能电池技术的发展,加速其从实验室走向商业化应用的进程。
原文出处:Consensus statement for stability assessment and reporting for perovskite photovoltaics based on ISOS procedures