武汉曜华激光科技有限公司

钙钛矿组件稳态LED太阳光模拟器

 钙钛矿组件稳态LED太阳光模拟器是一种基于LED阵列光源、能够提供持续稳定且光谱匹配度符合标准要求的太阳光辐照，专门用于在实验室环境下测试钙钛矿太阳能电池组件光电性能（如功率输出、效率、I-V特性等）的关键设备。

产品特点

• 光谱匹配度与稳定性： 采用特殊设计的LED阵列光源，其输出光谱严格匹配（如IEC 60904-9）规定的AM1.5G太阳光谱，尤其确保对钙钛矿材料敏感波段（如可见光区）的高匹配度，并能在长时间测试中保持光谱和光强的极低波动（通常达到AAA级或更高标准），为钙钛矿组件提供准确、可靠的模拟光照环境。

• 稳态输出，规避瞬态效应影响： 区别于脉冲式光源，它能够提供持续、稳定（非闪烁）的光照输出，消除因光照快速变化导致的钙钛矿组件内部离子迁移、电容充放电等瞬态效应，从而获得真实反映组件在持续日照条件下工作状态的电流-电压特性（I-V曲线）和功率点输出（MPP）等关键性能参数。

• 高均匀光照与灵活光强调节： 精心设计的光学系统可在有效辐照面（覆盖典型钙钛矿组件尺寸）上实现高度均匀的光强分布（均匀性通常优于±2%），避免边缘效应导致的测试误差；同时LED光源具备宽范围、高精度的光强调节能力（如从低于标准1个太阳到数倍太阳光强），满足钙钛矿组件在不同辐照度条件下的性能测试与衰减研究需求。

• 高功率、长寿命与智能化控制： LED光源本身具有能耗低、发热量相对较小、寿命超长的显著优势，大幅降低运行和维护成本；设备集成先进的控制系统，可实现光照强度、光谱稳定性、均匀性的实时监控与自动校准，并具备温度监控（部分型号可选配温控平台）及与外部测试设备（如源表、IV测试仪）的智能联动，大幅提升钙钛矿组件测试的自动化程度、效率和可重复性。

产品应用

• 1. 钙钛矿太阳能电池研发与材料优化

• 材料筛选与配方验证：模拟真实日照环境，测试不同钙钛矿材料（如纯铅、锡铅混合、二维/三维结构）的光电响应特性，加速新型光活性层、传输层材料的开发。

• 器件结构优化：通过稳态光照下的电流-电压（I-V）特性、外量子效率（EQE）等测试，评估电极设计、界面工程、封装工艺对组件性能的影响，指导结构创新。

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  2. 组件稳定性与寿命评估

• 持续光老化测试：提供长时间（数百至数千小时）稳定光照，结合温湿度控制模块，模拟户外实际运行条件，量化钙钛矿组件在光、热应力下的衰减率与失效机制（如离子迁移、相分离）。

• 加速老化研究：通过调节光强（如1.5倍以上太阳光强）加速材料降解，快速验证封装技术、钝化策略的可靠性，缩短产品寿命认证周期。

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  3. 量产工艺质量控制与标定

• 产线端性能标定：在组件出厂前进行稳态IV测试，确保功率输出、填充因子（FF）等参数符合标称值（如IEC 61215标准），避免脉冲光源因瞬态效应导致的测试偏差。

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  4. 标准认证与第三方检测

• 标准符合性测试：提供符合IEC 60904-9光谱匹配度（AAA级）及均匀性要求的稳态光照环境，支撑钙钛矿组件申请UL、TÜV等认证。

• 公平性能比对：为学术界与产业界提供统一测试基准，消除不同光源（氙灯、脉冲LED）导致的效率虚高问题，促进钙钛矿技术路线的客观评估与商业化落地。

• 工艺一致性监控：检测大面积钙钛矿组件（如30×30 cm²）在均匀光照下的性能波动，定位涂布、激光划刻等工艺缺陷，提升良品率。

注意事项

• 1. 严格校准光谱与光强

  校准周期：使用前及每运行500小时（或按厂商建议）需用标准参考电池校准光谱匹配度（确保符合IEC 60904-9的AAA级标准）和光强（1000 W/m²），避免因LED老化导致测试偏差。
  环境干扰：校准需在暗室、恒温（25±1°C）下进行，排除杂散光与温度波动影响。

• 2. 主动温控防止组件过热

  强制散热：钙钛矿组件在持续光照下易升温（>50°C可能加速降解），需要配合温控平台（如水冷或半导体制冷），维持组件温度在25±2°C（或测试协议指定温度）。
  实时监控：集成温度传感器紧贴组件背板，数据同步记录至测试系统，温度异常时自动降光强或停机。

• 3. 均匀性验证与测试区域限定

  区域匹配：辐照均匀性（通常需>±2%）仅在标定有效区域内成立，测试时组件需要完全覆盖该区域，边缘超出会导致效率虚高或失真。
  定期测绘：每季度用多探头辐照计扫描光斑均匀性，尤其在大尺寸组件（>20×20 cm²）测试前。

• 4. 规避电学测量干扰

  四线制连接：组件电极需采用四线制（Kelvin连接）接至源表，分离电流传输与电压检测线，消除导线电阻压降误差。
  接地屏蔽：整套系统（模拟器、源表、组件）需共地并加电磁屏蔽，防止LED驱动高频噪声干扰弱电流信号（nA级暗电流）。

• 5. 光谱稳定性维护

  LED老化预防：避免长时间满负荷运行（如>8小时连续高光强），每运行2小时建议暂停10分钟；定期清洁LED透镜表面灰尘（用无尘布+光谱级乙醇），防止光衰或光谱偏移。
  紫外衰减监控：若设备含紫外LED波段（300–400 nm），需每半年检测紫外输出强度（钙钛矿对该波段敏感），必要时更换紫外LED模块。

• 6. 兼容性确认与防护

  组件尺寸预警：禁止测试超出设备标定尺寸的组件，否则引发光学系统损坏或火灾风险。
  眼部防护：操作时佩戴防蓝光眼镜（LED高能蓝光波段占比约15%），非测试人员勿直视光源；设备运行时外壳需完全闭合，防止光辐射泄漏。

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