多通道太阳能电池MPPT稳定性测试系统

一、系统介绍    

         当下不少钙钛矿太阳能电池的实验室效率已经做到和晶体硅太阳能电池持平甚至超过晶体硅太阳能电池，在光电转换效率上钙钛矿电池完全可以商业化应用且制备成本比传统的晶体硅电池更低，目前阻碍钙钛矿电池商业化是其长期稳定性，目前业内解决该问题直接的一种手段就是针对钙钛矿材料本身的改性提升材料本征稳定性。另一种可行的手段是通过工艺和工程手段隔绝外界的不稳定因素，即隔绝水、热等环境因素，从而减少乃至避免外界不稳定因素对于材料和器件的影响。 

       目前对钙钛矿太阳能电池稳定性测试没有国际性的统一标准，行业内通用的做法是将钙钛矿太阳能电池连接到表征设备上，使其处于标准光照条件下（通常为1个太阳照度，即1000W/m2），然后通过MPPT控制器不断调整电池的电压工作点，使其始终保持在能够输出大功率的状态。持续进行一段时间的监测和记录，比如连续测试1000小时甚至更长时间，观察电池的功率输出变化情况。

       在测试过程中，需要控制光照的强度、均匀性和稳定性，以确保测试结果的准确性和可重复性。同时要实时监测电池的各项参数，如电压、电流、功率等，并记录下来以便后续分析。温度也是一个重要的影响因素，需要将电池的温度控制在一定范围内（通常是室温或特定的工作温度），因为温度变化会对电池性能产生影响。此外，还可能需要模拟不同的环境条件，如湿度、大气成分等，来评估电池在各种实际应用场景下的稳定性

       本系统是专为钙钛矿太阳能电池研究工作者量身打造的一款功能强大、齐全的多通道太阳能电池和组件稳定测试系统， LED光源作为老化光源，可通过多种方式对电池进行控温并控制电池所处的环境气氛（N2、干空、恒温恒湿等），可以对多组电池同时进行长期的稳定性能测试，除了传统的MPPT模式以外，还增加了恒压（如开路电压）和恒流老化（如短路电流）模式以增加稳定性研究的灵活性，并集成了强大数据分析软件可以实时查看和对比不同样品的各项性能指标。

二、系统组成

2.1、硬件系统

2.1.1、老化光源

本系统可选配3A级LED太阳光模拟器和白光LED单色光源，以下分别对两种光源进行介绍

1. 3A级LED太阳光模拟器                                               

       BG-LED-AAA系列LED太阳光模拟器是一款供科研使用的理想太阳光光源，是对目前氙灯光源太阳光模拟器的升级换代产品，优良的特性更加适合对太阳能电池、半导体材料及生物科学的研究

       产品特点：

•   符合IEC 60904-9，JIS 8904-9和ASTM E927-10关于光谱匹配度A+，辐射空间均匀性A和时间不稳定性的A+要求。

•   采用进口大功率LED芯片，使用多种不同波长的LED进行光谱拟合，更加的实现了对太阳光的模拟

•   光源使用寿命＞10000小时，不再需要定期更换昂贵且危险的灯泡。

•   7寸LCD触摸屏控制，图形化界面操作，操作快捷方便。

技术参数：

光谱图：

2. LED白光光源

光源特点

•         大面积 

②灯板面积：有效光照面积： 300×300mm²；

超大光照面积LED灯珠阵列灯板，b级均匀性

•         长寿命   

稳定性：10000小时；                                   

该部件选用高稳定长寿命进口灯珠，定制高热容铝合金散热片，压缩制冷循环水冷两种散热方式保障了光源在连续光照工作的寿命。在维持光源光照强度的前提下，大大延缓了光源光强的衰退。

•         光强可调节：

0.1-4Sun等效光强可调节；20W-900W可调功率区间，约180W使钙钛矿太阳能电池生成一个太阳模拟器下输出的电流。

•         波长范围

单波长450nm

•         可定制：

光强接受非标定制，出货灯板等效光强高达到7sun；灯板面积接受非标定制，出货灯板面积大达到1000mm×600mm，可更大。

•         安全可靠：

漏电保护&过压过流保护系统。

•          光源光谱图

白光光源宽光谱光源

（以上光源按照实际需求选择）

2.1.2、测试系统

本系统配置小功率可编程数字源表作为表征设备，单台设备做多支持19通道并行测试

多通道并行测试系统 

        采用小功率可编程电子负载，具有高精度、高可靠性、全功能（恒流，恒压，恒功率，恒电阻）、便于集成等特点。具备OCP/OVP/OPP/OTP多重保护，配备高速LAN接口，尤其适合高校、科研院所应用。

产品特点：

•         功率范围：20W/50W

•         电压范围：0~20V/0~60V/

•         电压范围：0~1A/0~5A/0~10A

•         单机19通道，通道间隔离

•         OCP/OVP/OPP/OTP多重保护

•         电流范围：0~1A/0~5A/0~10A

•         电压电流测量精度: 0.02%+0.02%F.S

•         工作模式：CC、CV、CP、CR、CCD

•         支持LAN通讯，LAN双接口

•         支持模拟短路、带/卸载锁存等功能：

 2.1.3、测试夹具

       本公司可定制通N2样品腔体，通过密封圈进行密封防止泄露，通过气密性的多芯电源线引入电线到腔体内部实现电气接入。这种方式更容易操作。

1. 多通道分体式氮封控温夹具

       常规环境下控温：需要测试自行进行可控的封装电池，将电池通过水冷板、加热板进行电池控温，控温水冷测试基台5℃-35℃，精度±1℃；控温加热测试基台RT-120℃，精度±0.5℃。本公司可定制任意尺寸的水冷板和加热板

控温加热台

控温冷却台

3.2、软件系统

3.2.1、软件功能描述

•          IV扫描测试

•          MPPT数据汇总

•          IV数据汇总

•          发电量统计

•          气象传感器接入用于户外实证测试