钙钛矿电池测试全流程解析

 

　　一、基础电学性能测试：效率与参数的“初筛”

 

　　测试始于标准太阳光模拟器下的I-V特性测量。需在AM1.5G光谱（1000W/m²）下，以0.1V步长扫描电压，获取开路电压（Voc）、短路电流密度（Jsc）、填充因子（FF）及转换效率（PCE）。需同步校准光源强度（如NREL标准电池），避免光谱失配误差。此外，暗I-V测试可分析二极管特性，识别界面复合或串联电阻异常；外量子效率（EQE）则通过单色光逐波长扫描，验证光吸收与电荷收集效率的匹配性。

 

　　二、稳定性与环境耐受性测试：寿命验证的核心

 

　　钙钛矿对湿度、温度、光照敏感，需多维度加速老化测试。湿热测试（85℃/85%RH）模拟高温高湿环境，监测效率衰减；热循环测试（-40℃~85℃，200次循环）检验材料热膨胀匹配性；光照稳定性则在持续白光或紫外光下（如1SUN，60℃）跟踪性能变化。对于柔性器件，还需弯折测试（如10万次180°弯曲）评估机械可靠性。

 

　　三、缺陷与失效分析：从现象到机理的溯源

 

　　电学异常（如效率骤降）需结合微观表征定位根源。扫描电子显微镜（SEM）观察薄膜形貌，排查针孔或裂纹；X射线光电子能谱（XPS）分析元素价态，识别离子迁移（如I⁻扩散）；时间分辨光致发光（TRPL）则量化载流子寿命，判断缺陷密度。若效率衰减伴随Voc下降，可能是界面能级失配；Jsc降低或与光吸收层不均匀相关。

 

　　四、标准化与产业化衔接：数据可信度的保障

 

　　目前行业正推动测试标准化（如IEC61215扩展），要求测试过程可追溯（如记录温湿度、光照波动）、数据重复（至少3次独立样品）。对于量产线，需引入在线检测（如EL成像快速筛查隐裂），并与实验室数据对标，确保工艺一致性。