一、钙钛矿电池寿命低的核心原因

1. 材料不稳定性

• 光机械诱导分解：钙钛矿材料在光照下膨胀比例超过1%，导致晶体间挤压，晶界处积累局部应力，加速缺陷形成，最终引发性能衰减。

• 化学降解：钙钛矿对水汽、氧气敏感，易发生水解或氧化反应（如碘化铅甲胺分解为碘化氢和碘单质），导致电池效率下降。

• 离子迁移：钙钛矿中的离子（如碘离子、甲胺离子）在电场作用下迁移，引发金属电极腐蚀或内部短路。

2. 环境因素影响

• 光照与温度：长期光照和高温会加速材料分解，例如在标准测试条件下（1 Sun光照、50℃），钙钛矿电池的寿命通常不足3000小时，远低于晶硅电池的25年。

• 湿度：水汽渗透会破坏钙钛矿的晶体结构，导致薄膜脱落或效率骤降。

3. 制备工艺缺陷

• 涂覆不均匀：钙钛矿层厚度不均会导致局部电流密度过高，加速材料退化。

• 杂质残留：原料中的铅等有毒元素或未完全反应的溶剂可能引发副反应，降低电池稳定性。

二、钙钛矿电池电性能检测方法

1. 核心参数测试

• 光电转换效率（PCE）：通过测量电流-电压曲线（I-V曲线），计算最大功率输出点（Pmax）与入射光功率的比值。

• 开路电压（Voc）：电池在无负载时的电压，反映材料带隙和界面复合损失。

• 短路电流（Isc）：电池在短路状态下的电流，与光吸收能力和载流子传输效率相关。

• 填充因子（FF）：Pmax与（Voc×Isc）的比值，衡量电池内部电阻和载流子收集效率。

2. 专用检测技术

• 稳态效率测试：在恒定光照和偏压下持续测量输出电流，消除磁滞效应（扫描方向或速度导致的效率虚高）的影响，更接近实际工作条件。爱疆科技LED稳态太阳光模拟器APS-400C，为您的钙钛矿事业保驾护航

• 量子效率（QE）测试：通过测量光电流与入射光波长的关系，评估各层材料（如减反膜、界面层）的质量及载流子传输性能。

• X射线光电子能谱（XPS）：分析钙钛矿表面原子化学环境，检测钝化剂与材料间的相互作用，验证缺陷钝化效果。

• 紫外光电子能谱（UPS）：测量样品功函数和价带信息，优化能级匹配（如空穴传输层与钙钛矿的能级差），促进电荷传输。

3. 稳定性加速测试

• 光老化测试：在1 Sun以上光强下进行加速老化，模拟长期光照影响，缩短测试周期。

• 温度循环测试：通过-40℃至150℃的极端温度变化，评估电池在热胀冷缩中的结构稳定性。

• 湿度暴露测试：在恒温恒湿环境中（如85℃、85% RH）测试电池的耐湿性能，验证封装效果。

三、技术突破与产业化进展

• 石墨烯-聚合物增强技术：华东理工大学团队通过在钙钛矿表面组装单层石墨烯，将晶格变形率从+0.31%降至+0.08%，使电池寿命提升至3670小时（较传统电池提升近3倍），为产业化应用提供新方案。

• 高精度检测设备：爱疆科技的APS-400C首创数字源表（SMU）结合太阳光模拟器，可自动扫描I-V曲线并测量关键参数，支持多通道同步测试，显著提升研发效率。