DB35-T 2143-2023 鈣鈦礦太陽電池轉換效率測評規(guī)程

17.020CCS

A

5035 DB35/T

2143—2023鈣鈦礦太陽電池轉換效率測評規(guī)程Code

of

practice

evaluation

of

perovskite

solar

福建省市場監(jiān)督管理局發(fā)

布DB35/T

2143—2023 前言

.................................................................................

II1

...............................................................................

12 規(guī)范性引用文件

.....................................................................

13 術語和定義

.........................................................................

14 環(huán)境條件與測量設備

.................................................................

25 測評程序

...........................................................................

26 測評要求

...........................................................................

37 追溯方法

...........................................................................

6參考文獻

..............................................................................

7DB35/T

2143—2023 本文件按照GB/T

—《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由福建省計量科學研究院提出。本文件由福建省太陽能光伏產(chǎn)業(yè)測試標準化技術委員會（SAFJ/TC

25）歸口。本文件起草單位：福建省計量科學研究院、福建江夏學院、寧德時代新能源科技股份有限公司、福州大學、福建永福電力設計股份有限公司。本文件主要起草人：楊愛軍、黎健生、魏群、郭永勝、邱羽、吳波、彭花娜、薩百晟、魏明燈、熊浩、郭文明、江琳沁、李平、陳彩云、何翔、羅海燕、黃雅松。IIDB35/T

2143—20231 范圍測評程序、測評要求和追溯方法等方面的要求。電池的測量和評估參照執(zhí)行。2 規(guī)范性引用文件文件。ISO/IEC

17025 檢測及校準實驗室能力通用要求（General

requirements

the

competence

oftesting

laboratories）IEC

60891 光伏器件 測定特性的溫度和輻照度校正方法用程序（Photovoltaicdevices-Procedures for temperature irradiance to measured characteristics）IEC

光伏器件 第1部分：光伏電流-電壓特性的測量（

devices-Part

Measurement

of

photovoltaic

）IEC

光伏器件第2部分：參考太陽能器件的要求（Photovoltaic

devices-Part

Requirements

photovoltaic

reference

）IEC

60904-4

光伏器件第4部分：參考太陽能裝置

-

建立校準溯源性的程序（Photovoltaicdevices-Part

4:

Photovoltaic

reference

devices

-

Procedures

for

establishing

traceability）IEC

60904-7 光伏器件 第7部分：光伏器件測量的光譜失配修正計算（devices-Part

7:

Computation

of

spectral

mismatch

for

measurements

photovoltaic

）IEC

60904-9 光伏器件

第9部分：太陽模擬器特性的分類（Photovoltaic

devices

-

Part

Classification

of

solar

simulator

）IEC

地面光伏組件設計鑒定和定型 第2

photovoltaic

(PV)modules-Design

qualification

and

type

approval-Part

2:

Test

）3 術語和定義下列術語和定義適用于本文件。光源總輻照度為1

000

W/m

，具有AM光源總輻照度為1

000

W/m

，具有AM

1.5G太陽光譜輻照分布，測試溫度為（±2.0）℃，且用針對面積大于

的太陽電池，宜采用量具進行測量，準確度應小于0.2％。對于面積小于等于800

cm

太陽電池或掩模板的測量，宜采用影像測量儀進行測量，準確度應小于0.1％。3.1標準測試條件standard

test

；2于標準太陽電池測量的測試條件。AM1.5G

60904-3IEC

60904-13.2標定值calibrated

標準太陽電池在標準測試條件（STC）下產(chǎn)生的短路電流值。3.3轉換效率 conversion

受光照太陽電池的最大功率與入射到該太陽電池上的全部輻射功率的百分比。4 環(huán)境條件與測量設備4.1 環(huán)境條件4.1.1 溫度：（±5.0）℃。4.1.2 濕度：≤80％

。4.1.3 供電電源：電壓（±）V，頻率（50±1）Hz。4.2 測量設備4.2.1 預處理設備預處理設備應滿足

中穩(wěn)定性試驗的設備的規(guī)定。4.2.2 電性能參數(shù)測量設備鈣鈦礦太陽電池轉換效率測量設備包括：a)

穩(wěn)態(tài)太陽模擬器：應符合

IEC

中規(guī)定的

級要求；b)

標準太陽電池：應符合

60904-2

和

的規(guī)定；c)

太陽電池功率測試設備：應符合

IEC

60904-1

的規(guī)定；d)

溫度監(jiān)控設備：應符合

60904-1

的規(guī)定。4.2.3 太陽電池面積測試設備225 測評程序鈣鈦礦太陽電池轉換效率測評程序包括7個部分，見圖1。DB35/T

2143—2023樣品預處理

化指數(shù)F

終止測評6 測評要求

F

關鍵電性能指定面積測量轉換效率計算

完成測評圖1

鈣鈦礦太陽電池轉換效率測評程序1)

大尺寸（面積＞8001)

大尺寸（面積＞800

cm

）樣品采用電致發(fā)光或光致發(fā)光缺陷檢測儀；2)

小尺寸（面積≤800

cm

）樣品采用影像測量儀或顯微鏡。

6.2 穩(wěn)定性評估和關鍵電性能參數(shù)測量6.2.1準備工作對樣品進行測量前應進行如下準備工作。a)

對被測樣品進行外觀檢查，排除其他影響測試結果的因素。b)

進行缺陷檢測，并做樣品缺陷情況記錄：22c)

將被測樣品的溫度穩(wěn)定在（25.0±）℃。d)

檢查最大功率測試設備的工作狀態(tài)及設備與被測樣品的連接性能。e)

將太陽模擬器調整至穩(wěn)定的工作狀態(tài)，輻照度水平達到

要求。6.2.2 穩(wěn)定性評估鈣鈦礦太陽電池的穩(wěn)定性評估是衡量其轉換效率的前提。通過持續(xù)測量被測樣品在不小于5

的最大發(fā)電功率輸出情況來評估其穩(wěn)定性。穩(wěn)定性評估操作步驟如下。a)

將被測樣品放置于

條件的穩(wěn)態(tài)光源下，并對被測樣品的溫度進行監(jiān)測與控制。??

= ??????,?????? ??????,???????? +????

= ??????,?????? ??????,???????? +??×100％ (1)W/m

???max ×100％(2)b)

對被測樣品采用最大功率點跟蹤（

Power

Point

Tracking；MPPT）方法恒定加載其最大功率點電壓值，連續(xù)采集電流信號，每個點之間的采集間隔不宜大于

1

s，連續(xù)采樣至少5

min，記錄此時間段內的電流、電壓和最大發(fā)電功率數(shù)據(jù)。c)

按公式（1）計算測量時間內樣品最大發(fā)電功率變化指數(shù)

F。?? ?????????,?????? ??????,??????式中：F ——最大發(fā)電功率變化指數(shù)；Pmax,max

——為測量時間內測得的最大發(fā)電功率最大值，單位為瓦特（W）；Pmax,min

——為測量時間內測得的最大發(fā)電功率最小值，單位為瓦特（W）。d)

如果

F≤5％，則認為樣品是穩(wěn)定的，并以測量時間內的最大發(fā)電功率的算術平均值作為樣品

F＞56.2.3 關鍵電性能參數(shù)測量鈣鈦礦太陽電池關鍵電性能參數(shù)測量步驟如下。a)

將標準太陽電池置于樣品架上，使其位于測試平面內，并保證標準太陽電池位于太陽模擬器出射光斑的中心位置；使用測溫裝置測量標準太陽電池的溫度，并通過控溫裝置控溫，使得在測試過程中，標準太陽電池維持在（25.0±2.01

000±20）2弱的材料。

±

c)

設置掃描方向、電壓范圍、掃描間隔、采樣點延時等參數(shù)，分別用正向掃描[由短路電流

IscVoc）]和反向掃描[開路電壓

VocIsc）]的方式測量被測太陽電池的正反掃電流-電壓特性，記錄開路電壓（Voc），短路電流（Isc），最大輸出功率（Pmax）等參數(shù)。若正反掃測得的

Pmax偏差

D

超過

2

D行后續(xù)測量。偏差

D

的計算如公式（2）所示。??

=

??max,max???max,min式中：D ——偏差；Pmax,max——三組正反掃測得的最大發(fā)電功率最大值，單位為瓦特（W）；Pmax,min——三組正反掃測得的最大發(fā)電功率最小值，單位為瓦特（W）；???max

——三組正反掃測得的最大發(fā)電功率平均值，單位為瓦特（W）。d)

重復上述測量步驟，計算開路電壓（Voc）、短路電流（Isc）等其他關鍵電性能參數(shù)的算術平均值作為其測量結果。e)

按照

規(guī)定的步驟對各關鍵電性能參數(shù)的測量結果進行光譜失配修正。DB35/T

2143—20236.3 指定面積測量使用4.2.3規(guī)定的測量設備對被測電池指定面積進行測量，并在報告上對面積類型進行說明。面積類型包括。a)

全面積：電池的全部投影面積，見圖

2。圖2 全面積定義b)

孔徑面積：電池面積的一部分，面積由掩模板限定，面積包括所有電池部件：有源層、主柵線和細柵線，見圖

3。圖3 孔徑面積定義c)

限定輻照面積，電池面積的一部分，面積由掩模板限定，面積不包括主接觸電極，見圖

4。??MPPT

=

??MPPT

=

??×max

×100％ (3)6.4 轉換效率計算6.4.1 采用

測量法的轉換效率計算在穩(wěn)態(tài)太陽模器光源照射下，采用MPPT測量法的轉換效率按照公式（3?????sp式中：??MPPT——采用MPPT測量法的轉換效率；??IV

=

??×max??IV

=

??×max

×100％(4)E

——為被測樣品上表面入射光的輻照度，單位為瓦特每平方米（

）；???max

——特定測量時間內測得的最大發(fā)電功率平均值（經(jīng)輻照度、溫度和光譜失配修正），單位為瓦特（W）；E

——為被測樣品上表面入射光的輻照度，單位為瓦特每平方米（W/m2）；Ssp——為被測樣品的面積，單位為平方米（m2）。6.4.2 采用正反掃

IV

曲線測量法的轉換效率計算在穩(wěn)態(tài)太陽模器光源照射下，采用IV曲線掃描測量法的轉換效率按照公式（4）計算。?????sp式中：??IV掃描——采用正反掃IV曲線測量法的轉換效率；???max

——三次分別正掃IV和反掃IV配修正），單位為瓦特（W）；2Ssp ——為被測樣品的面積，單位為平方米（m27 追溯方法實驗機構應根據(jù)鈣鈦礦太陽電池轉換效率測評結果給出符合ISO/IEC

17025規(guī)定的測試報告并保存原始記錄，以便追溯。測試報告和原始記錄應包括但不限于下列信息：a)

標題；b)

實驗室的名稱、地址和完成測試的地點；c)

測量環(huán)境條件；d)

報告每一頁的唯一性標識；e)

委托方名稱和地址；f)

取樣方式；g)

測試標準；h)

被測樣品描述，必要時附加被測樣品照片信息；i)

被測樣品的特點和條件；j)

收到被測樣品的日期和測試日期；k)

測試方法；l)

測試結果，包括但不限于鈣鈦礦太陽電池的面積、特定測試條件、鈣鈦礦太陽電池的最大發(fā)電功率、正反掃條件下的鈣鈦礦太陽電池的轉換效率等參數(shù)；m)

簽名和標識，或等效識別測試人員，其對報告的內容及頒發(fā)日期負責。DB35/T

2143—2023參考 文

獻[1