新型光伏技術需兼具高功率轉換效率和長期穩(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標準可作為統(tǒng)一測試的起點。「美能光伏」紫外老外試驗箱、溫濕度綜合環(huán)境箱等一系列可靠性檢測設備，可模擬外界的溫濕度、UV等環(huán)境因素，對鈣鈦礦太陽能電池進行可靠性測試。

現(xiàn)有ISOS 穩(wěn)定性標

ISOS標準分為五類，包括暗存儲測試、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，每個類別有三個復雜程度級別，這些標準對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)定性標準及針對鈣鈦礦材料和電池特性的建議附加標準

黑暗存儲測試（ISOS-D）：評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的存儲條件。

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

光照浸泡測試（ISOS-L）：研究長時間光照對太陽能電池性能的影響。

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

光-濕度-熱循環(huán)測試（ISOS-LT）：結合光照、濕度和溫度變化，模擬更復雜的實際使用環(huán)境。針對鈣鈦礦太陽能電池的特定ISOS標準

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，設置不同循環(huán)周期和占空比進行測試。暗態(tài)電偏壓測試（ISOS-V）：研究電偏壓對電池的影響，包括正偏壓和負偏壓，測試后需追蹤電池恢復情況。

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

ISOS-I標準用于惰性氣氛中的老化實驗：

在惰性氣氛中進行測試的具體標準

ISOS-D-2I：在65°C或85°C的惰性氣氛中進行黑暗存儲測試，評估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PSCs穩(wěn)定性的影響。

ISOS-LC-3I：在65°C或85°C的惰性氣氛中進行光-暗循環(huán)測試，模擬實際應用中的日夜循環(huán)，評估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。

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的變化更為復雜。周期性光照可能模擬了實際應用中的日夜循環(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 PCE 的影響：施加正向偏置電壓會導致PCE的快速下降，這表明電場會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：反向偏置會導致PCE的顯著下降，但經(jīng)過一段時間的MPP跟蹤后，性能可以部分恢復。這表明反向偏置可能誘導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)定性研究報告中建議的檢查清單

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

穩(wěn)定性評估指標：

用于評估PSC穩(wěn)定性的可能性能指標

為鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性評估提供了一套標準化的性能指標，這些指標涵蓋了從初始PCE下降到特定百分比的時間（如T80、TS80、T95、TS95），以及在特定周期內的能量輸出（如η1000）。這些指標不僅考慮了PCE的動態(tài)變化，還考慮了恢復過程和循環(huán)應力條件下的性能變化。

不同PCE時間演變曲線及T80估計方法

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隨時間的變化曲線。

圖a：一個相對穩(wěn)定的PSC，其PCE隨時間緩慢下降。

圖b：一個PSC在初始階段（“燒入”階段）PCE快速下降，隨后進入一個相對穩(wěn)定的階段。

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

圖d：一個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。

T80 估算的常見方法：T80 是指 PCE 下降到初始值 80% 所需的時間，常作為評估太陽能電池穩(wěn)定性的指標。ISOS標準的應用和展望

不同ISOS標準之間的關系

主要應力因素

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準之間的關系，強調了如何通過比較不同標準來理解各種應力因素對PSCs穩(wěn)定性的影響。

基于ISOS標準的鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）穩(wěn)定性評估，為研究人員提供了一套全面且標準化的測試方法和性能指標。ISOS標準不僅為PSCs的穩(wěn)定性測試提供了堅實的理論基礎，還通過詳細的實驗設計、數(shù)據(jù)報告和分析框架，確保了研究結果的可比性和可靠性。美能溫濕度綜合環(huán)境試驗箱

美能溫濕度綜合環(huán)境試驗箱采用進口溫度控制器，能夠實現(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℃）

滿足試驗標準：IEC61215、IEC61730、ISOS等檢測標準

基于ISOS的標準化測試和評估方法，結合先進的實驗設備如美能溫濕度綜合環(huán)境試驗箱，將極大地促進鈣鈦礦太陽能電池技術的發(fā)展，加速其從實驗室走向商業(yè)化應用的進程。

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」公眾號所發(fā)布的原創(chuàng)及轉載文章，僅用于學術分享和傳遞光伏行業(yè)相關信息。未經(jīng)授權，不得抄襲、篡改、引用、轉載等侵犯本公眾號相關權益的行為。內容僅供參考，若有侵權，請及時聯(lián)系我司進行刪除。