一、设备名称：电池测试系统

规格型号：普瑞材料PURI2400-E

二、各项具体技术参数：

电池测试系统由硬件部分和软件部分组成。

硬件包括电脑（客户自备）、PURI 2400 源表-8 通道电子负载、密闭样品盒、全光谱 LED老化测试光源（LED 光源）。

图 2-1 系统组成部分

1、模拟太阳光 LED 面光源：

（1）使用寿命长：使用寿命不低于 30000h，适用于电池老化测试，并长时间保证采样数据稳定性、重复性；

（2）面光源：不小于 25cm*25cm，电池工作面照射均匀；

（3） 光功率密度可调：通过简单调节电流大小即可实现调节光功率密度大小(5 ~ 300 mW cm-2)；

（4）8 个模拟太阳光 LED 面光源。

2、免封装夹具：

（1）水氧隔离：密封圈采用高品质丁腈橡胶， 120℃ 隔绝水氧。测试电极采用标准高真空玻璃烧结密闭穿透件，工作温度:-55 ~ 125℃。

（2）四线式设计：减少导线电阻的影响。

3、电池性能测试软件：

（1）多功能测试：I-V 曲线、P-V 曲线、短 路电流(Isc)、开路电流(Voc)、最大功率点电压(Vmax)、 最大功率点 电流(Imax)、最大功率值(Pmax)、转换效率(η)、填充因子(FF)、电流密度(Jsc)、串联电阻(Rs)、并联电阻(Rsh)；

（2）支持正反向电流电压扫描、自动识别电池联接方向（N-I-P/ P-I-N）；

（3）兼容寿命测试：内置太阳能电池寿命稳定性测试的 MPPT（Maximum power pointtracking） 功能；

（4）支持不低于 8 通道同时独立测量。

4、源表基本技术参数：

（1）电压控制范围不小于+/-20 V；

（2）电压分辨率不低于 500μV；

（3）电压控制精度不低于 0.02%；

（4）电压回读分辨率不低于 100 μV；

（5）电流控制范围不小于 100 mA；

（6）电流分辨率不低于 5 μA；

（7）电流控制精度不低于0.066%；

（8）电流回读分辨率不低于 1 μA。

三、工作原理：

近年来钙钛矿太阳电池因其创纪录的高效能、低廉的制造成本而备受瞩目，因此应用于评价太阳能电池测试系统的需求应运而生。

对于光源部分，现有模拟太阳能光源较常使用的一般是氙灯，但其具有一定的应用局限性，包括使用寿命短，价格高昂，输出光源为点光源，放热严重等缺点，这些限制因素都影响实验室采样的稳数据定性和可靠性。LED 光源具有使用寿命长，光衰不明显，体积小，功耗低，并且为冷光源，在集合以上优点的情况下，利用算法组合优化各种波长的比例，可以制备出发射模拟太阳光光源的 LED 面光源，从而为科研工作者提供更有保障的采样稳定性和可靠性。

另外一方面，影响钙钛矿电池商业应用的主要原因是其电池的稳定性，目前钙钛矿电池仅能在使役条件下工作数月，而传统的硅电池能够工作超过 25 年。良好的电池封装结构可以使电池隔离水氧，使的电池的寿命得以延长，更重要的是在科研过程中屏蔽这些因素对材料测试结果的影响。目前科研过程中封装器件的方法有很多种，但多为一次性永久封装，而且在封装过程中会对材料引入损伤。普瑞材料开发了一款免封装的太阳能电池测试夹具，使用时封装过程简单，无需高温烧结、紫外照射，无化学反应，该夹具体积小巧、安装拆卸均可在手套箱内操作完成，取出手套箱即可直接使用。

电池测试系统集合模拟太阳光 LED 面光源、配合可重复使用的无损免封装夹具及配套电池性能测试软件系统，为钙钛矿研究工作者量身打造的一款专门的便捷式的太阳能电池测试系统。

整体测试架构由一个 PURI2400 源表及 8 个电子负载做组成，各个通道可以独立进行测试，测试分为 I-V 测试和 I-t 放电测试，测试模块时序如下图所示。

为了适应多通道电子负载放电测试与共用源表扫描 I-V 测试，软件分为总控制窗口与单通道测试窗口，总控制窗口显示各个通道测试结果，分配通道进行 I-V 测试，控制单通道测试结束等。

四、应用领域

材料科学与工程：

主要应用于材料科学与工程的新能源材料及器件领域。本仪器集合模拟太阳光 LED 面光源、配合可重复使用的无损免封装夹具及配套电池性能测试软件系统，用于I-V 测试以及I-t 放电测试可以测试钙钛矿太阳能电池的稳定性

五、可开展实验项目

1、I-V 测试

2、I-t 放电测试

六、可培训技能

1、I-V 测试：测试电流 I 与电压 V 之间的关系

2、放电测试：测试电流 I 与时间 t 之间的关系

七、具体操作规程

（1）打开计算机，双击软件图标（太阳能电池测试），打开软件，显示总控制窗口。

（2）打开PURI2400-E源表电源，选择COM4通信串口号，点击连接通信按键进行通信连接。

（3）将样品放入密闭样品盒中，黄色电阻块放置于电极长边侧。

（4）将样品盒放置于全光谱LED老化测试光源上，打开全光谱LED电源，正确设置电流。

（5）点击新建任务按键，新建测试序列并正确设定参数开始测试。

（6）完成测试后导出数据，如需测试多个样品重复3—5步骤。

（7）测试完成后点击停止所有结束所有测试序列，关闭软件-关闭仪器电源-关闭计算机

八、安全注意事项

（1）使用仪器时要注意用电安全；

（2）严格按照开关机顺序进行开关机操作；

（3）换取样品的过程中要使用无尘橡胶手套操作，切不可用手直接接触载物台和样品；

（4）在拷贝数据时，使用指定U盘拷贝数据，严禁使用私人U盘，移动硬盘等。