鈣鈦礦電池4年戶(hù)外PCE、溫度、輻照度變化趨勢(shì)

PCE夏季峰值：第 1–2 年無(wú)衰減；第 4 年累計(jì)下降≈2%。

冬季低谷：首年已低30%，四年累計(jì)冬-冬下降≈40%。

室內(nèi) STC 數(shù)據(jù)：4 年線性衰減6%/年，但受季節(jié)因素影響，戶(hù)外夏-夏僅 3%/年，冬-冬達(dá) 9%/年。

季節(jié)性影響因素

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光譜變化

（A) 不同輻照-溫度下的IMPP/ISC比值（B) 標(biāo)準(zhǔn)化夏（藍(lán)）/冬（紅）光譜（C) 基于EQE與光譜數(shù)據(jù)計(jì)算的短路電流 vs 戶(hù)外實(shí)測(cè)IMPP（D) 圖C各數(shù)據(jù)點(diǎn)的APE值分布

光譜條件是影響 PSC 性能的關(guān)鍵因素之一。戶(hù)外光譜會(huì)因季節(jié)和大氣條件而變化，而 PSC 的光譜響應(yīng)范圍較窄（約 300–800 nm），因此對(duì)光譜變化更為敏感。本文通過(guò)計(jì)算平均光子能量（APE）來(lái)量化光譜的藍(lán)光富集和紅光富集程度。結(jié)果顯示，夏季光譜藍(lán)光富集，冬季光譜紅光富集，導(dǎo)致相同輻照下 PSC 的電流差異可達(dá)約 10%。

溫度系數(shù)

（A) 圖1中4年老化電池在不同溫度下的性能；（B) 同結(jié)構(gòu)小尺寸電池（0.16 cm2）初始與老化后對(duì)比

PSC 的溫度系數(shù)（γ）通常為負(fù)值，表明其性能會(huì)隨溫度升高而下降。然而，隨著電池老化，填充因子（FF）的溫度系數(shù)變?yōu)檎?/strong>，導(dǎo)致老化后的 PSC 在夏季高溫條件下反而表現(xiàn)更好。這一現(xiàn)象與傳統(tǒng)光伏技術(shù)（如硅基太陽(yáng)能電池）形成鮮明對(duì)比。

J-V 回滯與MPPT 追蹤損失

（A) 4年老化電池正向/反向掃描J-V曲線（5/25/55°C）；（B) 室內(nèi)MPPT跟蹤功率/電壓穩(wěn)定性；（C) 戶(hù)外VMPP波動(dòng)

J-V 回滯是 PSC 的常見(jiàn)現(xiàn)象，會(huì)影響最大功率點(diǎn)MPPT的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)表明，老化和低溫條件下 J-V 回滯顯著增加，導(dǎo)致 MPPT 追蹤質(zhì)量下降。在5 °C時(shí)，MPPT 追蹤電壓波動(dòng)超過(guò) 35%，導(dǎo)致能量損失顯著。這一效應(yīng)在冬季尤為突出，降低了 PSC 的能量產(chǎn)出。

鈣鈦礦亞穩(wěn)態(tài)效應(yīng)

A-C) 4年老化電池室內(nèi)光浸泡/暗存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)（D) 戶(hù)外日均VMPP變化

光浸泡效應(yīng)（LSE）導(dǎo)致的亞穩(wěn)態(tài)是鈣鈦礦區(qū)別于傳統(tǒng)光伏的核心因素。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，新電池在數(shù)分鐘內(nèi)即可達(dá)到光飽和狀態(tài)，但老化后的電池需要連續(xù)光照 72 小時(shí)以上才能達(dá)到飽和。此外，溫度對(duì) LSE 的影響也十分顯著。冬季低溫和低光照條件下，LSE 未飽和，導(dǎo)致電壓增益不足，性能下降。這一效應(yīng)是 PSC 季節(jié)性表現(xiàn)的主要因素。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的季節(jié)性變化幅度受氣候和器件特性的影響。與柏林相比，靠近赤道的地區(qū)光譜變化較小，因此光譜引起的電流差異也會(huì)減小。此外，高溫地區(qū)的低溫?fù)p失可能會(huì)減少。然而，老化和低溫下的MPPT損失可能會(huì)在更溫暖的氣候中加劇。亞穩(wěn)態(tài)是 PSC 季節(jié)性表現(xiàn)的主要因素，尤其是在冬季低溫和低光照條件下，LSE 未飽和導(dǎo)致性能下降。

鈣鈦礦最大功率點(diǎn)追蹤測(cè)試 MPPT

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鈣鈦礦最大功率點(diǎn)追蹤測(cè)試 MPPT采用A+AA+級(jí)LED太陽(yáng)光模擬器作為老化光源，以其先進(jìn)的技術(shù)和多功能設(shè)計(jì)，為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究提供了強(qiáng)有力的支持。

• 光源等級(jí)：A+AA+，光譜匹配度A+級(jí)，均勻性A級(jí)，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性A+級(jí)
• 有效光斑大小:≥250*250mm（可定制）
• 光強(qiáng)可調(diào)節(jié): 0.2-1.5sun，以0.1sun為步進(jìn)可依次調(diào)節(jié)
• 功率獨(dú)立可控：300-400 nm/400-750 nm/750-1200 nm

鈣鈦礦最大功率點(diǎn)追蹤測(cè)試 MPPT可以評(píng)估和量化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在不同溫度和光照條件下的能量輸出效率，以及追蹤其在戶(hù)外實(shí)際運(yùn)行中的最大功率點(diǎn)，從而揭示季節(jié)性變化對(duì)電池性能的影響。

原文參考：Seasonality in Perovskite Solar Cells: Insights from 4 Years of Outdoor Data