[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于EIS分析的鈣鈦礦太陽(yáng)電池電子壽命測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710507702.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107359860B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘武淳;王磊;王寧;王鼎;倪豪逸;張臻
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類(lèi)號(hào): H02S50/15
• 分類(lèi)號(hào): H02S50/15;G01R31/36
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;張賞

1.一種基于EIS分析的鈣鈦礦太陽(yáng)電池電子壽命測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)選擇一個(gè)高效鈣鈦礦太陽(yáng)能電池片；

2)啟動(dòng)電化學(xué)工作站，對(duì)所選擇的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池片施加一定的直流偏壓，并以振幅為10mV-20mV的交流電壓信號(hào)作為擾動(dòng)信號(hào)，測(cè)試頻率為0.1Hz-10⁶Hz范圍進(jìn)行測(cè)量，得到該鈣鈦礦太陽(yáng)能電池片阻抗圖譜；

3)利用ZView對(duì)測(cè)量得到阻抗圖譜進(jìn)行擬合，建立等效電路模型，并得到等效電路模型的元件參數(shù)；具體操作如下：

3-1)首先按高頻波段、中頻波段和低頻波段分析測(cè)量結(jié)果，建立高頻波段采用電阻R與常相位元件CPE并聯(lián)，中低頻波段采用TL或者G元件的等效電路模型；

3-2)對(duì)于等效電路模型中的電子元件電阻R，常相位元件CPE和電容C，采用ZView軟件進(jìn)行擬合，確定各個(gè)元件參數(shù)，最后根據(jù)擬合結(jié)果增減相應(yīng)的元件進(jìn)而調(diào)整等效電路模型，進(jìn)行優(yōu)化；

所述高頻波段為10⁶-10³Hz，中頻波段為10³-10Hz，低頻波段為10-0.1Hz；

4)根據(jù)公式τ_n＝1/ω_r＝R_r*C_μ計(jì)算鈣鈦礦太陽(yáng)能電池片中電子壽命，

根據(jù)公式τ_n＝1/ω_r＝1/2πf_max分析電子壽命的變化規(guī)律，

其中，τ_n為電子壽命，f_max為波特圖形中頻率段最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率，ω_r為電子在有限層擴(kuò)散的恒定復(fù)合角頻率，其與f_max的關(guān)系為ω_r＝2πf_max，R_r和C_μ分別代表不同界面電子復(fù)合電阻和電容，R_r和C_μ通過(guò)步驟3)擬合得到，ω_r在阻抗圖譜中根據(jù)特征峰值判斷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于EIS分析的鈣鈦礦太陽(yáng)電池電子壽命測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟1)中，選擇一個(gè)高效鈣鈦礦太陽(yáng)能電池片的方法為：在相同條件下，制備若干鈣鈦礦太陽(yáng)能電池片，測(cè)試在一定光照下鈣鈦礦太陽(yáng)能電池片的I-V特性曲線，計(jì)算得到光電轉(zhuǎn)換效率，填充因子，選取光電轉(zhuǎn)換效率和填充因子最高的電池片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于EIS分析的鈣鈦礦太陽(yáng)電池電子壽命測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟2)中，所施加的直流偏壓為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池片不同工作點(diǎn)的工作電壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于EIS分析的鈣鈦礦太陽(yáng)電池電子壽命測(cè)試方法，其特征在于，所述電子壽命的變化規(guī)律為：當(dāng)波峰處特征頻率f_max向高頻處移動(dòng)，則τ_n減小，當(dāng)波峰處特征頻率f_max向低頻處移動(dòng)，則τ_n增大。