太陽(yáng)能電池也叫光伏電池，其發(fā)電過程主要有三部分：第一，半導(dǎo)體材料吸收光能產(chǎn)生出非平衡的電子-空穴對(duì)或偶極子；第二，非平衡電子和空穴從產(chǎn)生處向勢(shì)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)可以是擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，也可以是漂移運(yùn)動(dòng)；第三，非平衡電子和空穴在勢(shì)場(chǎng)的作用下向相反的方向運(yùn)動(dòng)而分離。在制作出太陽(yáng)能電池后要對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和表征，以反映所得電池的性能。

       太陽(yáng)能電池從研發(fā)到生產(chǎn)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有不同的測(cè)試需求，其光電特性包括伏安 I-V特性分析對(duì)推導(dǎo)有關(guān)太陽(yáng)能電池性能的重要參數(shù)至關(guān)重要，主要包括最大電流 IMAX 和電壓 VMAX、開路電壓 VOC、短路電流 ISC、填充因子FF 以及轉(zhuǎn)換效率η等。

       為何選擇數(shù)字源表來(lái)進(jìn)行太陽(yáng)能電池的I-V測(cè)試？

       許多半導(dǎo)體和電子裝置測(cè)試都涉及要盡可能快地輸出電壓和測(cè)量電流。整體測(cè)試時(shí)間是由充電時(shí)間、測(cè)量時(shí)間、放電時(shí)間，以及設(shè)定和處理測(cè)試時(shí)間所組成的函數(shù)。傳統(tǒng)的電源只能輸出電壓或電流，而無(wú)法作為負(fù)載吸收能量，而數(shù)字源表（SMU）是一種可以提供完整的四象限運(yùn)行的精密儀表，當(dāng)工作在第2和第4象限時(shí)，可以作為阱（負(fù)載）吸收能量，工作在第1和第3象限時(shí)，可以作為源輸出能量，而且在源或阱模式下能同時(shí)測(cè)量電壓、電流和電阻。數(shù)字源表（SMU）綜合了電流源、電壓源、電流表、電壓表及電子負(fù)載的功能，并能夠輕松地在這些不同功能之間進(jìn)行切換。這使它能夠獨(dú)立測(cè)量器件在所有四個(gè)測(cè)量象限中的I-V特性,不需要使用任何其他設(shè)備。這將極大改善測(cè)試時(shí)間、簡(jiǎn)化整體測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并提升可用性。除了能夠非常精確地輸出和測(cè)量電壓或電流輸出大小,數(shù)字源表（SMU）還具有一致性測(cè)量特性,可以限定電壓或電流輸出大小,預(yù)防器件損壞。

       普賽斯數(shù)字源表（SMU）易于整合其它設(shè)備來(lái)構(gòu)建完整的測(cè)量解決方案

       自2015年開始，普賽斯致力于數(shù)字源表的研究，并于2019年率先實(shí)現(xiàn)數(shù)字源表的國(guó)產(chǎn)化，陸續(xù)推出了高精度數(shù)字源表、插卡式源表等產(chǎn)品，并聯(lián)合行業(yè)知名廠商為用戶打造科研級(jí)單通道及多通道太陽(yáng)能電池I-V測(cè)試系統(tǒng)，為光伏器件的研究、質(zhì)檢以及應(yīng)用提供可靠的工具，旨在幫助科研學(xué)者節(jié)約時(shí)間用于下一個(gè)科研突破。同時(shí)提供了不同的選型配置，滿足不同功率和精度的測(cè)試需求。

       單通道I-V測(cè)試方案

       單通道I-V測(cè)試系統(tǒng)以普賽斯數(shù)字源表為核心，搭載3A級(jí)太陽(yáng)能模擬光源、夾具、溫度控制器以及專用I-V測(cè)試軟件等組成?？蛇M(jìn)行短路電流(Isc)、開路電壓(Voc)、填充因子(FF)等參數(shù)的測(cè)試。

圖：?jiǎn)瓮ǖ繧-V測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖：I-V測(cè)試曲線圖

       多通道輪詢I-V測(cè)試方案

       方案采用多通道LED光源、通道切換器以及S系列臺(tái)式源表組成。S源表通過通道切換器輪詢測(cè)試多顆鈣鈦礦電池。多通道LED光源提供模擬光源，配套多通道太陽(yáng)能電池I-V測(cè)試軟件提升測(cè)試效率。

圖：MPPT輪詢老化測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)圖

       MPPT并行老化測(cè)試方案

       采用普賽斯插卡式源表(CS1010C + CS系列子卡)組建多通道老化測(cè)試方案，具有通道密度高、同步觸發(fā)功能強(qiáng)，多設(shè)備組合效率高等特點(diǎn)。每個(gè)通道老化一塊電池，最大可支持40個(gè)通道老化方案。系統(tǒng)主要分為I-V測(cè)試、MPPT追蹤、V-t 測(cè)試和I-t測(cè)試四個(gè)主測(cè)試項(xiàng)目。

圖：MPPT并行老化測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)圖

       量子效率測(cè)試方案

       方案以普賽斯數(shù)字源表為核心，搭配光源系統(tǒng)、光柵掃描單色儀以及樣品測(cè)試暗箱，可進(jìn)行光譜響應(yīng)度、外量子效率、內(nèi)量子效率、發(fā)射率/透射率、短路電流密度等參數(shù)的測(cè)試。

圖：量子效率測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖：量子效率測(cè)試曲線圖

       旁路二極管熱性能測(cè)試方案

       熱性能測(cè)試旨在確定二極管的溫度特性以及其在連續(xù)工作條件下的最大結(jié)溫，將組件加熱到指定溫度，并施加Isc或者1.25倍的Isc脈沖電流，脈沖寬度不大于1ms，實(shí)時(shí)檢測(cè)旁路二極管的正向電壓。參照IEC 61215-2規(guī)范，采用普賽斯PL系列窄脈沖LIV測(cè)試系統(tǒng)或HCPL100高電流脈沖電源作為脈沖電流源，輸出脈沖電流時(shí)可同步測(cè)量器件電壓，具有源測(cè)精度高達(dá)0.1%、輸出脈沖邊沿陡(最小100ns)、測(cè)試效率高等優(yōu)點(diǎn)。

 圖：普賽斯PL系列窄脈沖LIV測(cè)試系統(tǒng)

圖：普賽斯HCPL100高電流脈沖電源

      PID測(cè)試方案

       方案采用E系列高電壓源測(cè)單元作為高壓源，給太陽(yáng)能電池組件的電極和金屬邊框施加1000V或1500V高壓，測(cè)兩端之間是否存在漏電流。設(shè)備采用恒壓測(cè)流模式，最大電壓高達(dá)3500V，最小電流低至1nA。

       圖：普賽斯E系列高電壓源測(cè)單元

        電池組件測(cè)試方案

       鈣鈦礦電池組件通常是通過多塊電池串并聯(lián)形成，擁有更大電流和功率。普賽斯HCP大功率脈沖源表最大電流100A，最高功率支持5000W，能夠滿足大功率的電池組件I-V測(cè)試需求。

圖：普賽斯HCP系列大電流臺(tái)式脈沖源表

       普賽斯儀表推出的精密型數(shù)字源表(SMU)是對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池和各種其他器件的進(jìn)行電性能表征的最佳解決方案。其寬廣的電流和電壓測(cè)量范圍，可以為科研及生產(chǎn)制造提供優(yōu)異的測(cè)量性能。結(jié)合太陽(yáng)光模擬器以及專用的上位機(jī)軟件，能極大簡(jiǎn)化太陽(yáng)能電池測(cè)試效率,可以更精確、更輕松的表征器件。

       關(guān)于普賽斯全系列數(shù)字源表（SMU）及應(yīng)用方案的信息，歡迎隨時(shí)來(lái)電咨詢18140663476。