太陽能電池也叫光伏電池，其發(fā)電過程主要有三部分：D一，半導(dǎo)體材料吸收光能產(chǎn)生出非平衡的電子-空穴對或偶極子；第二，非平衡電子和空穴從產(chǎn)生處向勢場運(yùn)動，這種運(yùn)動可以是擴(kuò)散運(yùn)動，也可以是漂移運(yùn)動；第三，非平衡電子和空穴在勢場的作用下向相反的方向運(yùn)動而分離。在制作出太陽能電池后要對其進(jìn)行測試和表征，以反映所得電池的性能。

太陽能電池從研發(fā)到生產(chǎn)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有不同的測試需求，其光電特性包括伏安I-V特性分析對推導(dǎo)有關(guān)太陽能電池性能的重要參數(shù)至關(guān)重要，主要包括Z大電流 IMAX 和電壓 VMAX、開路電壓 VOC、短路電流 ISC、填充因子FF 以及轉(zhuǎn)換效率η等。

為何選擇數(shù)字源表來進(jìn)行太陽能電池的I-V測試？

許多半導(dǎo)體和電子裝置測試都涉及要盡可能快地輸出電壓和測量電流。整體測試時(shí)間是由充電時(shí)間、測量時(shí)間、放電時(shí)間，以及設(shè)定和處理測試時(shí)間所組成的函數(shù)。傳統(tǒng)的電源只能輸出電壓或電流，而無法作為負(fù)載吸收能量，而數(shù)字源表（SMU）是一種可以提供完整的四象限運(yùn)行的精密儀表，當(dāng)工作在第2和第4象限時(shí)，可以作為阱（負(fù)載）吸收能量，工作在第1和第3象限時(shí)，可以作為源輸出能量，而且在源或阱模式下能同時(shí)測量電壓、電流和電阻。數(shù)字源表（SMU）綜合了電流源、電壓源、電流表、電壓表及電子負(fù)載的功能，并能夠輕松地在這些不同功能之間進(jìn)行切換。這使它能夠獨(dú)立測量器件在所有四個(gè)測量象限中的I-V特性,不需要使用任何其他設(shè)備。這將極大改善測試時(shí)間、簡化整體測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并提升可用性。

除了能夠非常精確地輸出和測量電壓或電流輸出大小,數(shù)字源表（SMU）還具有一致性測量特性,可以限定電壓或電流輸出大小,預(yù)防器件損壞。

普賽斯數(shù)字源表（SMU）易于整合其它設(shè)備來構(gòu)建完整的測量解決方案

自2015年開始，普賽斯致力于數(shù)字源表的研究，并于2019年率先實(shí)現(xiàn)數(shù)字源表的國產(chǎn)化，陸續(xù)推出了高精度數(shù)字源表、插卡式源表等產(chǎn)品，并聯(lián)合行業(yè)知名廠商為用戶打造科研級單通道及多通道太陽能電池I-V測試系統(tǒng)，為光伏器件的研究、質(zhì)檢以及應(yīng)用提供可靠的工具，旨在幫助科研學(xué)者節(jié)約時(shí)間用于下一個(gè)科研突破。同時(shí)提供了不同的選型配置，滿足不同功率和精度的測試需求。

太陽能電池單通道I-V測試方案

單通道I-V測試系統(tǒng)以普賽斯數(shù)字源表為核心，搭載3A級太陽能模擬光源、測試樣品臺以及專用I-V測試軟件等組成。

高精度數(shù)字源表：

普賽斯S系列源表是普賽斯歷時(shí)多年打造的高精度、大動態(tài)范圍、數(shù)字觸摸的率先國產(chǎn)化源表，集電壓、電流的輸入輸出及測量等多種功能，Z大電壓300V，Z大電流1A，支持四象限工作，適用于小面積、小功率的太陽能電池片的I-V測試。而HCP系列Z大直流電流30A，Z大脈沖電流可達(dá)100A，Z大電壓50V，適用于需要大電流測試的應(yīng)用場景。

普賽斯數(shù)字源表支持4線測量(遠(yuǎn)程傳感)，以避免測試引線剩余電阻導(dǎo)致的電壓誤差。當(dāng)被測電阻與測試引線的電阻相差不大時(shí)，通過2線連接進(jìn)行的測量可能出現(xiàn)嚴(yán)重的誤差。而4線測量使用一對引線驅(qū)動電流，用另一對引線監(jiān)測電壓。這樣可以消除電纜的電阻效應(yīng)，從而只對被測器件上的壓降進(jìn)行測量。此外，普賽斯數(shù)字源表4線測量設(shè)計(jì)可將高、低傳感點(diǎn)之間的電壓保持為指定電壓 Vset，從而確保用戶在指定的測量條件下對器件進(jìn)行精確表征。使您能夠精確、輕松地測量太陽能電池的I-V參數(shù)和特性，包括短路電流ISC、開路電壓Voc和Z大功率點(diǎn)Pmax。

S系列源表多通道測試方案

該方案采用普賽斯S系列源表搭建多通道測試系統(tǒng)，S系列源表電壓范圍300uV~300V，電流范圍100pA~1A，能夠兼顧絕大多數(shù)小電池和小型模組的測試，源表的數(shù)量決定通道數(shù)量。

圖6 S系列源表多通道測試系統(tǒng)

CS系統(tǒng)插卡源表多通道測試方案

該方案主要采用普賽斯插卡式設(shè)備（CS1010C主機(jī)+CS100子卡 或者CS1010C主機(jī) +         CS400子卡）組建多通道測試方案，具有通道密度高、同步觸發(fā)功能強(qiáng)、多設(shè)備組合效率高等特點(diǎn)。

CS1010C主機(jī)：采用自定義框架，背板總線帶寬高達(dá)3Gbps，支持16路觸發(fā)總線，滿足多卡設(shè)備高速率通信的需求，擁有Z高容納10字卡的插槽；

CS100子卡：為單卡單通道子卡，具備四象限工作能力，Z大電壓30V，Z小電流100pA，輸出精度達(dá)到0.1%，Z大功率為30W；配合CS1010主機(jī)Z多能搭建10個(gè)測試通道；

CS400子卡：為單卡四通道字卡，卡內(nèi)4通道共地，Z大電壓10V，Z大電流200mA，輸出精度達(dá)到0.1%，單通道Z大功率2W；配合CS1010主機(jī)Z多能搭建40個(gè)測試通道；

圖7 CS系列源表多通道測試系統(tǒng)

關(guān)于數(shù)字源表測試太陽能電池方案的更多信息，歡迎隨時(shí)來電咨詢一八一四零六六三四七六，武漢普賽斯推出的精密型數(shù)字源表（SMU）是對太陽能電池和各種其他器件的I-V特性進(jìn)行表征的Z佳解決方案。其寬廣的電流和電壓測量范圍，可以為科研及生產(chǎn)制造提供Z越的測量性能。結(jié)合太陽光模擬器以及專用的上位機(jī)軟件，支持自動掃描I-V特性曲線以及開路電壓、短路電流、Z大功率、填充因子、轉(zhuǎn)換效率等參數(shù)的測量，能極大簡化太陽能電池I-V測試效率，可以比以前更精確、更輕松的表征器件。