太阳能组件量子效率测试系统

全聚合物太阳能电池(all-PSCs)凭借其出色的稳定性和机械耐用性，被认为是未来太阳能电池应用的重要方向。全聚合物太阳能电池主要由供体和受体两种有机聚合物材料组成，其基本结构包括以下：l 透明导电电极： 通常由氧化铟锡（ITO）制成，用于光的透射和电子的导电。l 电子传输层： 提高电子从活性层向电极的传输效率。l 活性层： 由供体和受体材料组成，是光生电荷的主要产生区域。供体材料吸收光子产生激子（电子-空穴对），激子在受体材料处分离成自由电子和空穴。l 空穴传输层： 提高空穴从活性层向电极的传输效率。l 金属电极： 通常由银或铝制成，用于收集和导出电荷。近年来，全聚合物太阳能电池的研究发展迅速：l 材料发展: 随着非富勒烯受体材料的快速发展，APSCs的光/热稳定性和柔韧拉伸性能显着提高。l 转换效率: 研究显示，聚合物太阳能电池的转换效率已突破10%，这使其成为一种有竞争力的替代传统硅基太阳能电池的技术。l 机械灵活性: APSCs表现出优异的透明性、溶液加工性和机械灵活性，使其在柔性电源系统中有广泛应用前景。然而，由于其效率长期落后于小分子受体基太阳能电池，限制了其进一步发展。如何有效平衡并提升开路电压(Voc)和短路电流密度(Jsc)成为全聚合物太阳能电池领域的一大难题。近期，香港科技大学颜河教授团队在国际顶级期刊 Energy & Environmental Science 上发表了突破性研究成果， 成功开发了一种名为PYO-V的新型聚合物受体， 它可以通过调节分子结构， 实现更宽的光谱吸收和更高的能量级， 从而有效提升了全聚合物太阳能电池的性能， 并实现了高效的多功能光伏应用。颜河教授是香港科技大学化学系教授，长期致力于有机光伏材料与器件方面的研究， 在国际著名期刊发表了200余篇高质量学术论文。 他的团队致力于突破现有全聚合物太阳能电池的技术瓶颈， 为下一代高效稳定的光伏器件的开发提供新的思路和方向。

太阳能组件的高温高湿试验，源自于标准GJB150.7A-2009的要求，在标准中要求太阳能组件需要完成一系列老化试验来验证其质量。在试验中，可以用到高温高湿试验，即恒温恒湿试验箱是模拟环境测试的一种，下面我们来看一下这个试验是怎么做的。　　试验方式：恒温恒湿试验箱的高温高湿测试

华中科技大学光学与电子信息学院张建兵团队长期致力于硫化铅（PbS）和硒化铅（PbSe）红外量子点的合成及其光电器件研究，近两年团队取得了系列进展。在本系列中，我们将为大家展示课题组在基于PbS、PbSe量子点的红外太阳能电池领域的研究进展。

随着当今世界越来越依赖风能和太阳能等可持续能源，有一个问题随之而来：如何进一步改善光伏（PV）太阳能电池的光电效率？从物理学角度广泛使用的晶体硅基太阳能电池的效率不超过29%。目前电池的最大效率约21%至22%，因此还有改进的空间。

量子点是大约2到10纳米大小的半导体纳米晶体。由于其可调的光电特性，它们被广泛应用于LED、单电子晶体管、医疗成像和太阳能电池等领域。当用于太阳能电池时，光在量子点中产生一个电子-空穴对，可以通过施加电化学能将其分离。电子和空穴的流动产生了电流。

太阳能背板水蒸气透过率测试方法分析及仪器选择要点摘要：太阳能背板是太阳能电池组件的重要组成部分，除了要具备良好的耐候性、防震性和可靠的绝缘性外，还要具备较高的阻水性能，而水蒸气透过率是衡量其性能的重要指标，也是相关企业必须关注和控制的指标。关键词：阻水性、电解法、太阳能背板、水蒸气透过率、W3/330

水蒸气透过率是表征太阳能背板（膜）对外界水蒸气（湿气）阻隔性能的重要性能指标，可有效监测太阳能背板对内部电池组件的保护性能的强弱，避免太阳能电池在外界环境下被氧化。本文利用济南兰光机电技术有限公司自主研发制造的W3/330水蒸气透过率测试系统对太阳能背板（膜）进行水蒸气透过率测试，并简述了设备的参数、适用范围及试验过程，从而为太阳能设备生产行业如何验证太阳能背板材料对外界湿气的阻隔性提供参考。

太阳能光伏板是目前最为环保和能源利用效率最高的电力产生方式。作为太阳能电池的重要组成部分，太阳能背板的氧气透过率对太阳能光伏板的发电效率和寿命有着至关重要的影响。为此，我们特意推出太阳能背板氧气透过率测试仪，利用这款仪器，我们可以对背板材料的氧气透过率进行精准测量，进而保证太阳能光伏板的发电效率和寿命。下面就为您详细介绍如何使用这款仪器。

在探寻高效率太阳能转换技术的道路上，全钙钛矿串联太阳能电池由于其突破单结晶太阳能电池效率限制的潜力而备受瞩目。然而，其效率提升却受限于锡-铅混合窄带隙钙钛矿薄膜中的表面缺陷所引发的非辐射复合损失。华中科技大学刘宗豪和陈炜于《Nature Communications》(26 Aug.DOI 10.1038/ s41467-024-51703-0)提出了一种创新的表面重建策略，透过使用1,4-丁二胺作为化学抛光剂和乙二胺二碘化物作为表面钝化剂，有效消除了与锡相关的缺陷，并对抗有机阳离子和卤化物空位的缺陷。这一策略不仅提升了锡-铅混合钙钛矿薄膜的质量，还在钙钛矿/电子传输层界面处最小化了非辐射能量损失。结果显示，经此改良的锡-铅混合钙钛矿太阳能电池达到了22.65%和23.32%的能量转换效率，而全钙钛矿串联太阳能电池的认证能量转换效率更是一举达到了28.49%。

太阳能背板(膜)对外界水蒸气阻隔性能的监测方案摘要：水蒸气透过率是表征太阳能背板（膜）对外界水蒸气（湿气）阻隔性能的重要性能指标，可有效监测太阳能背板对内部电池组件的保护性能的强弱，避免太阳能电池在外界环境下被氧化。本文利用济南兰光机电技术有限公司自主研发制造的W3/330水蒸气透过率测试系统对太阳能背板（膜）进行水蒸气透过率测试，并简述了设备的参数、适用范围及试验过程，从而为太阳能设备生产行业如何验证太阳能背板材料对外界湿气的阻隔性提供参考。关键词：水蒸气透过率、阻湿性、水蒸气阻隔性、太阳能背板（膜）、太阳能电池、电池氧化、水蒸气透过率测试系统

应用于光伏太阳能电池的材料可分为硅基材料（单晶，多晶，非晶），CdTe, CuInGaSe和CuInGaS。太阳能电池类型可以分为4大类：a第一代硅基太阳能电池（单晶，多晶）；b第二代薄膜太阳能电池(a-Si，CeTe，CIGS)；c第三代太阳能电池包含量子点太阳能电池，聚合物太阳能电池，染料敏化太阳能电池以及聚光型太阳能电池；d钙钛矿结构太阳能电池。ALD 镀层可以作为表面钝化层，缓冲池，窗户层，吸收层，电子/空穴接触或者透明导电氧化物。

在碳中和的背景下，清洁能源越来越受市场欢迎。可再生能源中光伏、风电和水电是未来电力装机增量的主力。据彭博新能源 2020年展望报告中预测，在 2050年的全球电力结构中，光伏和风能的占比将达到 56%。 能源是国民经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础。在新能源技术中心，太阳能发展是最快的，也是各国竞相发展的重点。根据半导体光 电效应制成的太阳能光伏电池是将太阳辐射能直接转换成电能的转换器件，再按需要将一块以上的组件组合成一定功率的太阳能光伏电池方阵，经与储能装置、测量控制装置及直流 -交流变换装置等相配套，构成太阳能能光伏电池发电系统，即光伏发电系统。预计未来 10年全球将以每年 20%-30%的递增速度发展 。某晶体硅太阳能电池企业 生产车间制绒槽和刻蚀槽产生的废水中含有大量的氮和氟，废水 需经过除氟处理方能进入后续生化处理工艺。 该企业主要 的除氟工艺为 絮凝沉淀除氟 。即首先采用氢氧化钙作为中和剂调整废水 pH值后投加氯化钙产生氟化钙沉淀，再投加混凝剂、助凝剂混凝沉淀 ，然后废水再通过 后续工艺 进行进一步处理 。 项目总排口废水污染物执行《电池工业污染物排放标准（ GB30484-2013）》 ，其中 COD 150mg/L, 氨氮≤ 30mg/L总磷≤ 2mg/L，总氮 40mg/L，氟化物 8mg/L。

1. **分子掺杂工艺：** 研究人员引入了一种使用二甲基胺基掺杂剂的分子掺杂工艺，该工艺能够创建一个与p-钙钛矿/ITO接触良好且能够完全钝化晶界的结构。这种创新工艺提高了钙钛矿太阳能电池的功率转换效率（PCE），实现了经认证的25.39%的PCE，这是对钙钛矿太阳能电池现有标准的改进。2. **分子挤压技术：** 该工艺采用了一种独特的“分子挤压”方法，在甲苯淬灭结晶过程中将分子从前驱体溶液排出到晶界和薄膜底部。这种独特的技术导致了钙钛矿薄膜的p-掺杂，有助于提高器件的效率。3. **长寿命和高效率：** 器件在逆向扫描时实现了25.86%的效率，并表现出卓越的稳定性，即使经过1000小时的光老化，仍能保持96.6%的初始效率。这表明钙钛矿太阳能电池在性能和可靠性方面取得了显著的进步。

在太阳能电池的各组件中背板的作用不容小觑，背板起着保护光伏组件中的电池片的作用；用于太阳能电池组件封装的背板一般又被称为TPT 聚氟乙烯复合膜，TPT一般常用三层结构（PVF/PET/PVF），外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为PET聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVF需经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。通常，太阳能电池产品使用年限一般按照25年以上设计，要确保产品达到如此长的使用期限，就需要严格控制各组件质量。 Labthink兰光推出多款检测仪器，专业用于薄膜太阳能电池材料的阻隔性能、剥离强度、材料厚度检测，帮助企业对薄膜太阳能电池进行质量控制。

近年来， 钙钛矿太阳能电池（PSC）因其高效、 低成本、 易制备等特点， 成为下一代光伏技术。 为了推动钙钛矿太阳能电池的进一步发展， 来自中国香港的科研团队持续发力， 在国际顶尖期刊 Joule 上接连发表两篇重要研究成果。 这两篇研究展现了钙钛矿太阳能电池技术的未来潜力， 并为解决目前面临的挑战提供了新的思路。

本试验方案利用冷热冲击箱模拟温度变化情况，对太阳能产品进行性能测试。通过设定温度范围、变化速率、循环次数等试验条件，对太阳能电池板、控制器、逆变器等产品进行预处理、冷热冲击试验、性能测试和结果评估

近年来，钙钛矿/晶硅叠層太阳能电池 (tandem solar cells) 凭借其高效率和低成本等优势，成为光伏领域的研究热点。为了实现大规模的串联太阳能电池模块化生产，使用工业化 Czochralski 硅晶片制造的全纹理结构串联器件，将成为未来发展趋势。然而，传统用于调节钙钛矿界面性质的表面工程策略并不适用于微米级的纹理表面。南昌大学的姚凯教授团队在 Angewandte Chemie International Edition 期刊上发表了一项最新研究成果，他们开发了一种全新的表面钝化策略，利用动态喷涂 (DSC) 技术将氟化噻吩乙胺配体均匀地涂覆在纹理硅表面，有效地抑制了钙钛矿的相变，并提高了器件的效率和稳定性。

中國国家纳米科学中心丁黎明教授团队利用自然干燥法成功制备高效钙钛矿太阳能电池。通过溶液互扩散制备组分梯度铅卤化物薄膜,高通量筛选适合自然干燥的组分。优化后的铅卤化物锂离子电池效率达23.28%,打破自然干燥法效率纪录。

在绿色能源的发展得到各国越来越多的重视与青睐的今天，光伏科技和太阳能电池的产业成长与技术研发成为了工业界和学术界共同的焦点。而这其中被广泛关注的当属使用具有钙钛矿结构的材料所合成的太阳能电池。钙钛矿结构是具有通式ABX3结构的一类化合物，除了CaTiO3外，还有BiFeO3、CsPbI3也具有这一结构。基于钙钛矿结构材料所合成的电池则一般被统称为有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（PVSCs）。在光伏领域的研究中，钙钛矿太阳能电池因其能量转化率在近几年的飞速提高而备受关注。其中的佼佼者更是可以达到25%的能量转化率。 然而，在我们期待上述的有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池从实验室走向工业应用的时候，一个无法回避的问题出现在了研究者的面前：这种电池的环境敏感性非常之高。在电池的使用过程中，其性能稳定性和使用寿命很容易被环境湿度，环境热度，环境光照所影响，且这种影响多为负面影响。也就是说，要想让PVSCs能够被大规模应用，其环境耐性必须得到改进。 针对上述问题，香港城市大学Fengzhu Li于今年（2022年）4月在Advance Energy Materials中发表了等离激元局域光热现象调控钙钛矿太阳能电池应力以提升效率和稳定性的研究工作。该课题组发现二氧化硅包覆的金纳米管（GNR@SiO2）可有效提高钙钛矿太阳能电池的性能，尤其通过减小材料生成过程中所产生的残留应变，在维持电池高效转化率（23%）的前提下，大幅提高了电池的工作稳定性。这种GNR@SiO2有着8.2 nm的平均直径和40 nm的平均长度。其中的二氧化硅外壳结构的厚度在15 nm左右。

高精度大气辐射监测（SWS-BSRN）按照WMO组织的“本底辐射网络（BSRN）”规范和要求测量长期自动测量太阳能要素中的总辐射（GHI）、直接辐射(DNI)和散射辐射(DIFF)等辐射组分，是太阳能辐射的最高标准和要求。同时用于与常规气象台站太阳辐射资料和NASA 的卫星数据校准使用，能适应国家气候监测网的业务需求，满足观测数据高精度和高稳定性的要求，亦可用于太阳能功率预报。 高精度大气辐射监测（SWS-BSRN）采用传统的全自动太阳跟踪器配备GPS 和太阳定位探头，达到国际辐射观测网络（BSRN）的技术要求，精确的测量太阳总辐射、直接辐射和天空散射辐射。选配天空长波辐射、净辐射、日照时数、天空成像仪、云雷达、分光光度计等其他辐射参数的观测。作为野外观测的一般要求，该系统建议用户加入各种气象观测：测量风速风向、空气温湿度、大气压力和降水等。

在太阳能电池的各组件中背板的作用不容小觑，背板起着保护光伏组件中的电池片的作用；用于太阳能电池组件封装的背板一般又被称为TPT 聚氟乙烯复合膜，TPT一般常用三层结构（PVF/PET/PVF），外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为PET聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVF需经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。通常，太阳能电池产品使用年限一般按照25年以上设计，要确保产品达到如此长的使用期限，就需要严格控制各组件质量。

太阳能电池发光的测定是一种重要的表征工具。典型的太阳能电池通常具有限制电池效率或寿命的缺陷。许多这些缺陷都可以通过发光成像来可视化，因此通过使用这种技术，可以优化制造工艺，生产出更好的电池。

最初的设计要求将大量的太阳辐射聚焦到一个小点上，形成通常所说的“点炉”。虽然 Sciencetech 在为太阳能模拟器设计运行单独强大的灯方面拥有一些经验，但这种光汇流是一种新颖的应用。用户需要在 10 厘米的目标区域内有近 4000 个太阳。

越来越多的太阳能电池组件专业人士开始使用热像仪作为太阳能电池板的检查工具。总部位于比利时斯霍滕的Ikaros Solar便是支持热像仪此用途的其中一家公司。 Ikaros Solar 技术工程师Danny Kerremans解释道：“热像仪是检查太阳能电池板是否出现故障，以及查找和识别问题的绝佳工具。我们对几家热像仪供应商进行了比较，最终敲定FLIR。”

随着对可持续能源的需求不断增长，制造商们面临的挑战是提供高质量的封装材料，以确保为太阳能电池板提供密封保护，使其免受腐蚀和氧化。为了实现这种保护，粘合剂必须能够在极端温度波动和天气条件下保持高阻隔质量。氧和水是最影响材料阻隔性能不稳定的重要因素（太阳能电池可以被水和氧降解）。在光伏产品开发过程中，准确评估水蒸气和氧气透过阻隔层的传输速率(WVTR/OTR)，对提高光伏设备的寿命至关重要。

在没有真空的情况下，可再生能源的发展是不可能的。以光伏发电（Photovoltaics，PV）为例，这是一种为大家所熟知的能源转化方式，通过太阳能电池将太阳辐射能转化为电子流，进而生成电能。 太阳能电池技术有许多种类，其中一种主要的技术是基于薄膜沉积。这种方法的主要优点在于，它在制造太阳能电池时消耗的材料较少。除了碲化镉（CdTe）等材料外，铜铟镓硒化物（CIGS）也常被用于吸收层。这些层可以被沉积在玻璃等非柔性基板上，也可以沉积在金属带材或箔片等柔性基板上，还可以沉积在柔性薄玻璃上。然后，这些基板需要被放入一个大型真空腔室中。在这个真空腔室中，会进行多种物理气相沉积（PVD）工艺，例如溅射或蒸发，以生成多层太阳能电池。根据不同的工艺，为了沉积这些层，需要 10-3 至 10-6 毫巴范围内的真空。由于表面积较大，高抽速是必不可少的，同时真空腔室需要保持洁净无碳，以确保高质量的涂层。

Solar Team Twente由来自萨克逊应用科学大学（Saxion University of applied sciences）和屯特大学（the University of Twente）两所荷兰大学的一群16岁学生组成。作为这两所大学自2005年起第五届参赛的代表队，这些学生休学一年半，全身心投入本次比赛，希望取得史上第一次胜利。对团队而言，技术进步和创新至关重要。各团队为制造一辆太阳能汽车必须将多种技术应用到一套复杂系统中。而热成像技术就是应用于太阳能汽车研发的技术之一。 寻找热像仪萨克逊大学和屯特大学以前的一支代表队在参观当地贸易展览时发现了热像仪。他们立刻意识到这项技术能用于研发太阳能汽车，但他们参加竞赛的汽车制造已经到了最后阶段，所以他们只在赛前和比赛过程中通过热像仪监测太阳能电池板的使用情况。有了上一支团队的经验，现在这支团队便从太阳能汽车研发的最初阶段开始使用这项技术。因此，他们找到FLIR Systems公司为他们团队的这个雄心壮志的项目打造适合的红外热像仪。

二元有机太阳能电池 (Binary Organic Solar Cell, BOSC) 是一种利用两种有机材料组成的太阳能电池。这两种材料通常是供体和受体材料，它们共同形成一个异质结构，以提高光电转换效率。然而，二元有机太阳能电池的发展仍然面临着一些挑战，其中最主要的是非辐射复合损耗问题。非辐射复合是指光生电子和空穴在未参与电荷收集的情况下直接复合，导致能量损失，降低效率。因此，如何降低二元有机太阳能电池中的非辐射复合损耗，是提升其性能的关键。

紫外可见近红外分光光度计是表征太阳能电池各组件和电池的光学性能（反射率和透射率）必不可少的工具。本文介绍了应用高性能的光度计Cary 5000配备积分球附件快速测试电池表面的反射率，并且采用小光斑附件缩小照射到样品上的光斑尺寸，直接对电池表面电极之间的微小面积进行测试，得到了高分辨率、低噪声的高质量光谱图，比较了几种情况下电池表面反射率的变化。

太阳能电池（光伏电池）是一种能通过光电效应将光能量直接转化成电化学能量的电池。市场上有很多钟太阳能电池，现在最常见的太阳能电池是制备在硅表面。其他的一些太阳能电池包括薄膜电池，染料电池，有机高分子太阳能电池。本文中介绍了光学接触角测量仪如何使用在太阳能研发中。