[發明專利]一種基于電化學阻抗譜測試分析太陽電池理想因子的方法

有效

• 申請號: 201810496363.7
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108804774B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 王鼎;王磊;潘武淳;倪豪逸;張臻
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;張賞

1.一種基于電化學阻抗譜測試分析太陽電池理想因子的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)選擇一片晶硅太陽電池片；

2)在步驟1)所選擇的太陽電池片上施加不同的正向直流偏壓V，使用電化學工作站對所選擇的太陽電池片進行阻抗譜測試，得到不同正向直流偏壓下太陽電池片的電化學阻抗圖譜；在測試過程中，采用幅值為5～20mV，頻率范圍為1Hz到1MHz的小振幅交流電壓，作為擾動；

3)采用ZView軟件建立太陽電池片等效電路模型，對步驟2)測試得到的電化學阻抗圖譜進行擬合，得到不同正向直流偏壓下等效電路中化學電容C_μ；

4)擬合正向直流偏壓V和化學電容C_μ的曲線圖；

5)根據步驟4)所擬合的曲線圖，確定化學電容與直流偏壓成指數關系的偏壓起始值V₁，

6)利用化學電容與直流偏壓的指數關系式確定一次關系式ln C_μ＝aV+b，

擬合正向直流偏壓V和ln C_μ在V₁到太陽電池片開路電壓V_oc的線性曲線圖，得出斜率a；

7)根據a計算太陽電池片理想因子A，計算如下：

由化學電容與直流偏壓的指數關系式兩邊取對數，對比一次關系式ln C_μ＝aV+b得到：

進而計算出A；

其中，q為電荷量絕對值，L為太陽電池片活性層厚度，n₀為平衡狀態時少數載流子密度，k_B為玻爾茲曼常數，T為太陽電池片溫度。

2.根據權利要求1所述的一種基于電化學阻抗譜測試分析太陽電池理想因子的方法，其特征在于，所述步驟2)中，正向直流偏壓V的范圍為從零到太陽電池片的開路電壓V_oc。

3.根據權利要求1所述的一種基于電化學阻抗譜測試分析太陽電池理想因子的方法，其特征在于，所述步驟3)中，ZView軟件建立的等效電路模型為一個電容C_μ與一個電阻R_r并聯后與另一電阻R_s串聯所組成，其中，R_r為復合電阻，R_s為串聯電阻。

4.根據權利要求3所述的一種基于電化學阻抗譜測試分析太陽電池理想因子的方法，其特征在于，所述擬合過程如下：

3-1)首先根據測試得到的電化學阻抗譜初步確認等效電路的合理性，具體原則為電化學阻抗譜的奈斯奎特圖中第一象限中有幾個弧，等效電路便有幾對RC并聯與之對應，通過分析觀察圖譜，看到晶硅電池片在奈斯奎特圖中只有一個半圓弧，因此通過R_r，C_μ電路元件的并聯擬合是合理的；

3-2)根據建立的等效電路模型，利用ZView軟件的自動擬合功能擬合等效電路模型中各個元件參數初始值，根據誤差結果調整參數值使擬合誤差在5％以內；

3-3)當僅通過調整參數值無法使擬合誤差小于5％時，通過增減等效電路中相應元件來調整電路模型，使擬合誤差在5％以內，得到不同正向直流偏壓下等效電路中化學電容C_μ具體參數。