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光诱导衰减测试(LID)

原理:当光伏器件长时间暴露于光照时,光生载流子可能与材料内部的特定杂质(如硅中的硼-氧络合物)发生反应,或诱导离子迁移与相变,从而在材料体内或界面产生新的非辐射复合中心,导致少子寿命和电池效率出现不可逆或半可逆的下降。

具体测试对象:

有机太阳能电池(OSCs)

钙钛矿太阳能电池(PSCs)

P型掺硼直拉单晶硅电池

 

1 项目介绍

原理:当光伏器件长时间暴露于光照时,光生载流子可能与材料内部的特定杂质(如硅中的硼-氧络合物)发生反应,或诱导离子迁移与相变,从而在材料体内或界面产生新的非辐射复合中心,导致少子寿命和电池效率出现不可逆或半可逆的下降。

作用:测试电池效率(PCE)、开路电压(Voc)、短路电流(Jsc)及少子寿命随光照时间(从数小时到数百小时)的实时衰减曲线。能够量化评估光伏组件在真实户外暴晒初期的功率损耗率;揭示光致缺陷的形成动力学机制;验证各种材料改性策略(如硅片的高温退火、钙钛矿的表面钝化)。


2 样品要求

2.1 由于LID现象可能在极微弱的光照甚至室温放置下就开始缓慢发生,待测样品在进行基准测试(t=0)前,必须在绝对避光、干燥的环境中充分静置恢复,以确保所有的亚稳态缺陷完全消除,回到真正的初始态。任何测试前的意外光暴露都会导致初始参数偏低,严重压缩表观衰减幅度。

2.2 LID测试往往需要在强光下连续追踪几十甚至上百个小时。如果电极使用低熔点金属,或者银浆固化不完全,长时间光照产生的热应力会导致电极与半导体界面发生物理剥离,或探针接触电阻变大。这种因外部机械连接老化导致的效率骤降,极易被错误归因为材料本征的光诱导衰减。

 

3 常见问题

3.1 虚假雪崩。

若使用的模拟光源光斑不均匀(空间均匀度<90%),或者电池本身存在局部漏电缺陷(针孔),强光照会导致局部区域电流密度过大,形成极其严重的热斑。热斑处的材料会发生不可逆的物理烧毁,导致整个器件的测试曲线呈现毫无规律的锯齿状断崖式下跌,完全掩盖正常的指数型衰减轨迹。

 


光诱导衰减测试(LID)
原理:当光伏器件长时间暴露于光照时,光生载流子可能与材料内部的特定杂质(如硅中的硼-氧络合物)发生反应,或诱导离子迁移与相变,从而在材料体内或界面产生新的非辐射复合中心,导致少子寿命和电池效率出现不可逆或半可逆的下降。
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