新型光伏技術(shù)需兼具高功率轉(zhuǎn)換效率和長期穩(wěn)定性，鈣鈦礦太陽能電池雖有潛力，但穩(wěn)定性研究存在問題，而 ISOS標(biāo)準(zhǔn)可作為統(tǒng)一測試的起點(diǎn)。「美能光伏」紫外老外試驗(yàn)箱、溫濕度綜合環(huán)境箱等一系列可靠性檢測設(shè)備，可模擬外界的溫濕度、UV等環(huán)境因素，對(duì)鈣鈦礦太陽能電池進(jìn)行可靠性測試。

現(xiàn)有ISOS 穩(wěn)定性標(biāo)

ISOS標(biāo)準(zhǔn)分為五類，包括暗存儲(chǔ)測試、戶外測試、光照浸泡測試、熱循環(huán)測試和光-濕度-熱循環(huán)測試，每個(gè)類別有三個(gè)復(fù)雜程度級(jí)別，這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性研究有重要意義。

現(xiàn)有的ISOS穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)及針對(duì)鈣鈦礦材料和電池特性的建議附加標(biāo)準(zhǔn)

黑暗存儲(chǔ)測試（ISOS-D）：評(píng)估太陽能電池在黑暗條件下的穩(wěn)定性，模擬電池在未暴露于光照時(shí)的存儲(chǔ)條件。

戶外測試（ISOS-O）：通過自然陽光和環(huán)境條件下的老化測試，模擬實(shí)際使用場景。

光照浸泡測試（ISOS-L）：研究長時(shí)間光照對(duì)太陽能電池性能的影響。

熱循環(huán)測試（ISOS-T）：評(píng)估溫度變化對(duì)太陽能電池穩(wěn)定性的影響。

光-濕度-熱循環(huán)測試（ISOS-LT）：結(jié)合光照、濕度和溫度變化，模擬更復(fù)雜的實(shí)際使用環(huán)境。針對(duì)鈣鈦礦太陽能電池的特定ISOS標(biāo)準(zhǔn)

光-暗循環(huán)測試（ISOS-LC）：模擬晝夜循環(huán)，考慮到PSCs在黑暗中部分降解的可逆性，設(shè)置不同循環(huán)周期和占空比進(jìn)行測試。暗態(tài)電偏壓測試（ISOS-V）：研究電偏壓對(duì)電池的影響，包括正偏壓和負(fù)偏壓，測試后需追蹤電池恢復(fù)情況。

本征穩(wěn)定性測試（ISOS-I）：在惰性氣氛中進(jìn)行測試，區(qū)分本征和外在降解因素，有助于分析降解模式，測試時(shí)需注意濕度控制和封裝情況的報(bào)告。

ISOS-I標(biāo)準(zhǔn)用于惰性氣氛中的老化實(shí)驗(yàn)：

在惰性氣氛中進(jìn)行測試的具體標(biāo)準(zhǔn)

ISOS-D-2I：在65°C或85°C的惰性氣氛中進(jìn)行黑暗存儲(chǔ)測試，評(píng)估PSCs在高溫下的穩(wěn)定性。

ISOS-V-2I：在65°C或85°C的惰性氣氛中施加電偏置，研究電場對(duì)PSCs穩(wěn)定性的影響。

ISOS-LC-3I：在65°C或85°C的惰性氣氛中進(jìn)行光-暗循環(huán)測試，模擬實(shí)際應(yīng)用中的日夜循環(huán)，評(píng)估PSCs在這種條件下的性能變化。鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）穩(wěn)定性測試

PSCs在光照、溫度和電偏置等條件下的性能變化

MPP 跟蹤與 J-V 掃描對(duì)比：MPP跟蹤和J-V掃描得到的效率曲線不完全一致，這表明在MPP條件下電池的性能可能與靜態(tài)測量時(shí)有所不同。

光暗循環(huán)下的 PCE 變化：在光照條件下，PCE逐漸下降；而在黑暗中，PCE部分恢復(fù)。

連續(xù)與循環(huán)光照下的 PCE 演變：連續(xù)光照下PCE逐漸下降，而周期性光照條件下PCE的變化更為復(fù)雜。周期性光照可能模擬了實(shí)際應(yīng)用中的日夜循環(huán)，顯示出PSCs在這種條件下的性能變化與連續(xù)光照不同。

暗態(tài)下不同正向偏壓對(duì) PCE 的影響：施加正向偏置電壓會(huì)導(dǎo)致PCE的快速下降，這表明電場會(huì)加速鈣鈦礦材料中的離子遷移和缺陷態(tài)的形成。

不同狀態(tài)下的光 J-V 曲線：反向偏置會(huì)導(dǎo)致PCE的顯著下降，但經(jīng)過一段時(shí)間的MPP跟蹤后，性能可以部分恢復(fù)。這表明反向偏置可能誘導(dǎo)了可逆的離子遷移和缺陷態(tài)變化，而MPP跟蹤條件有助于部分恢復(fù)這些變化。鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性研究清單

PSC穩(wěn)定性研究報(bào)告中建議的檢查清單

提出了詳細(xì)的檢查清單，確保在報(bào)告穩(wěn)定性研究時(shí)提供足夠的信息，包括初始表征、老化條件、測量方法、樣本數(shù)量等。

穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo)：

用于評(píng)估PSC穩(wěn)定性的可能性能指標(biāo)

為鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性評(píng)估提供了一套標(biāo)準(zhǔn)化的性能指標(biāo)，這些指標(biāo)涵蓋了從初始PCE下降到特定百分比的時(shí)間（如T80、TS80、T95、TS95），以及在特定周期內(nèi)的能量輸出（如η1000）。這些指標(biāo)不僅考慮了PCE的動(dòng)態(tài)變化，還考慮了恢復(fù)過程和循環(huán)應(yīng)力條件下的性能變化。

不同PCE時(shí)間演變曲線及T80估計(jì)方法

PSC老化過程中的PCE變化曲線：展示了不同類型PSCs在連續(xù)光照下的PCE隨時(shí)間的變化曲線。

圖a：一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的PSC，其PCE隨時(shí)間緩慢下降。

圖b：一個(gè)PSC在初始階段（“燒入”階段）PCE快速下降，隨后進(jìn)入一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的階段。

圖c：一個(gè)PSC的PCE在老化過程中先增加后下降，這種非單調(diào)的行為可能與光誘導(dǎo)的性能提升和隨后的降解有關(guān)。

圖d：一個(gè)PSC在光照和黑暗循環(huán)條件下的PCE變化，表現(xiàn)出明顯的可逆性，即在黑暗中PCE部分恢復(fù)。

T80 估算的常見方法：T80 是指 PCE 下降到初始值 80% 所需的時(shí)間，常作為評(píng)估太陽能電池穩(wěn)定性的指標(biāo)。ISOS標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和展望

不同ISOS標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系

主要應(yīng)力因素

大氣環(huán)境：包括惰性氣氛、環(huán)境濕度和環(huán)境空氣，這些因素影響PSCs與外界環(huán)境（如氧氣和水分）的相互作用。

溫度：包括室溫、固定高溫和循環(huán)溫度，這些條件模擬了PSCs在不同環(huán)境溫度下的性能變化。

光照：包括有光照和無光照條件，光照可以加速PSCs的降解過程。

電偏置：包括有偏置和無偏置條件，電偏置可以模擬PSCs在實(shí)際工作中的電場環(huán)境，影響離子遷移和缺陷態(tài)的形成。

通過矩陣形式展示了不同標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)了如何通過比較不同標(biāo)準(zhǔn)來理解各種應(yīng)力因素對(duì)PSCs穩(wěn)定性的影響。

基于ISOS標(biāo)準(zhǔn)的鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）穩(wěn)定性評(píng)估，為研究人員提供了一套全面且標(biāo)準(zhǔn)化的測試方法和性能指標(biāo)。ISOS標(biāo)準(zhǔn)不僅為PSCs的穩(wěn)定性測試提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，還通過詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)報(bào)告和分析框架，確保了研究結(jié)果的可比性和可靠性。美能溫濕度綜合環(huán)境試驗(yàn)箱

美能溫濕度綜合環(huán)境試驗(yàn)箱采用進(jìn)口溫度控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)多段溫度編程，具有高精確度和良好的可靠性，滿足不同氣候條件下的測試需求。

• 溫度范圍：20℃~+130℃

• 溫濕度范圍：10%RH~98%RH(at+20℃-+85℃）

滿足試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：IEC61215、IEC61730、ISOS等檢測標(biāo)準(zhǔn)

基于ISOS的標(biāo)準(zhǔn)化測試和評(píng)估方法，結(jié)合先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備如美能溫濕度綜合環(huán)境試驗(yàn)箱，將極大地促進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)的發(fā)展，加速其從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化應(yīng)用的進(jìn)程。

原文出處：Consensus statement for stability assessment and reporting for perovskite photovoltaics based on ISOS procedures *特別聲明：「美能光伏」公眾號(hào)所發(fā)布的原創(chuàng)及轉(zhuǎn)載文章，僅用于學(xué)術(shù)分享和傳遞光伏行業(yè)相關(guān)信息。未經(jīng)授權(quán)，不得抄襲、篡改、引用、轉(zhuǎn)載等侵犯本公眾號(hào)相關(guān)權(quán)益的行為。內(nèi)容僅供參考，若有侵權(quán)，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系我司進(jìn)行刪除。