IVS-KA6000 钙钛矿太阳能电池 IV 测量和分析软件

软件功能介绍

Enlitech 开发的 IV 软件是钙钛矿和有机太阳能电池行业的工具，实现了许多重要功能，包括：

1. 正向和反向 IV 扫描功能：自动执行正向和反向IV扫描，节省设置时间，提高研究效率。
2. 扫描电压增加率控制：调节扫描速率，帮助深入分析钙钛矿太阳能电池的材料体系和滞后效应。
3. IT Monitor工具（I-t、V-t、MPPT追踪功能）：实时记录电流变化，评估电池稳定性，支持长时间稳定性测试和暗态电流监控。
4. 单样品多子电池自动测试：支持多通道自动测量，可连接32通道自动复用器，大幅提高实验效率与准确度。
5. 光老化和MPPT测试工具：支持固定变压模式与VM最佳电压模式，可执行自动化、定时的IV测量。
6. 符合IEC国际标准的校正功能：提供温度系数校正、辐照度校正和MMF失配系数校正，使测试数据更真实可靠。
7. 自动变光强测量功能：支持多段光强自动控制，适用于光强依赖性、Voc损失机制分析与弱光性能评估。
8. NREL渐近检测：针对钙钛矿与薄膜型太阳能电池，使用时间趋近法提高测量准确性，有效解决迟滞与瞬态效应干扰。
9. 整合功能测量－光源＆时序控制：提供非持续照光设计和双重延迟设定，避免持续加热导致电池参数漂移。
10. 双阶段量程设定：前段快速扫描与后段高精度扫描相结合，兼顾效率与精度。
11. IV曲线自动叠图与对比功能：可快速比较不同测量结果，进行视觉化差异分析。
12. 快速统计功能：对多条IV曲线进行实时计算，提供关键参数平均值统计。
13. 最佳光谱自动调置功能（IVS-KA7000专属）：结合三颗专用参考电池，自动计算并调整光源配置，达成理想光谱匹配。

1. 正向和反向 IV 扫描功能：

传统上，需要两次单独设置检测条件。可以开始反向 IV 扫描，直到依次完成正向 IV 扫描条件设置、正向 IV 扫描测试、反向IV扫描条件设置。此外，完成所有检测后，需要手动绘制两条单独的 IV 曲线。传统方法非常耗时。

Enlitech 是实现自动正向和反向 IV 扫描功能的 IV 软件供应商。2015 年，上一代 IVS-KA5000 已经实现了这些功能。此外，100 多家开发高效太阳能电池的实验室采用 IVS-KA5000，帮助用户加速转换效率（PCE）的突破。

对于相同的钙钛矿太阳能电池，观察到正向和反向扫描的 IV 曲线的不同结果。两条曲线之间的显著差异代表转换效率的不同结果。

2. 扫频-电压-增加-速率-控制：

电压增加率会影响钙钛矿太阳能电池的 IV 曲线结果。自 2016 年起，升压率控制成为 IVS-KA 软件的标准功能。IVS-KA 软件附带的这个控制功能可以帮助用户深入分析钙钛矿太阳能电池的材料体系和滞后效应。

钙钛矿太阳能电池在不同扫描电压增加速率条件下的 IV 曲线结果。
（来源: The Journal of Physical Chemistry Letters）

3. IT Monitor工具（I-t、V-t、MPPT 追踪功能）：

IVS-KA6000 提供 IT Monitor 功能，可在固定电压条件下，实时记录并观察电流变化，用于评估电池或光源在特定条件下的稳定性表现。

• 实时电流记录：可在长时间观察过程中记录电流变化，评估电池稳定性或侦测光源输出波动。
• 手动电压调整实时生效：在测量过程中，使用者可实时手动调整施加电压，立即反应于电流输出，灵活应对不同测试需求。
• 预设条件常用于0V监测：常见应用为在0V条件下，若有特殊需求亦可动态调整电压。

本功能特别适合进行长时间稳定性测试、暗态电流监控，或验证测试环境（如光源）是否存在输出漂移。

It Monitor功能，用于监测单个太阳能电池的瞬态电流。此外，IVS-KA6000 还集成了电压时间相关的监控功能（Vt）和最大功率点追踪（MPPT）功能。它将成为用户研究钙钛矿或有机等新型太阳能电池稳定性的便捷工具。

IVS-KA6000 实现了很多时间追踪功能，包括 I-t、V-t 和 MPPT。IVS-KA6000 对用户和研究人员来说将是一个强大而方便的工具。（来源：Nano Energy）

IT（当前与时间）监控工具

4. 单样品多子电池自动测试：

随着效率研究的发展，每个人都重视不同制造工艺的太阳能电池改进的真实性和可重复性。提供实验结果的统计数据是确认现实的有效途径，如下所示。为了获得统计数据，将测试大量太阳能电池，并产生重复检测。如果实现单样品多子单元的自动检测，将大大提高实验室的研究和效率。从而加快论文发表速度。

Nature Photonics 发布的具有不同制造工艺的 23.3% 钙钛矿太阳能电池的 PCE 效率分布。为了获得这种统计分布，对两个独立的组（实验组和对照组）进行了 IV 检测和 PCE 分析。该图展示了实验结果的整体再现性和数据的真实性。

多通道自动切换测量功能（需选购自动切换盒）

支持多通道测量模式，可根据需求切换单通道或多通道操作，适合需同时监控多片太阳能电池的实验应用。

• 自动通道切换：搭配选购的切换盒，自动控制各通道测量顺序，无需人工手动接换，提高实验效率与准确度。
• 多点同步监控：可一次性完成多个通道的IV测量，节省大量测试时间，特别适合需长时间观测的稳定性或老化测试。

IVS-KA6000 不仅可以集成原 Enlitech 生产的 8 通道四线复用器，还可以支持 32 通道自动复用器。可对 32 个独立子单元自动切换测试，无需切换和重新连接电缆，大大缩短用户的测试时间。此外，它减少了可能的人为检测误差。

自动开关盒和测试夹具集成，用于自动多通道检测。

IVS-KA6000 单样品多子电池自动测试：通道设置屏幕。

IVS-KA6000 单样品多子电池自动测试。

5. 光老化和MPPT（最大功率点追踪）测试工具：

IVS-KA6000 拥有多种强大的测试工具。如光老化（MPPT）测试工具、电流和电压监测。帮助使用者自动化、固定时间进行太阳能电池的IV测量。

通过自动化设定，使用者可在固定时间点执行IV曲线测量，省去繁琐的手动操作，大幅提升测试效率与稳定性。

双模式MPPT功能（预设关闭）

支持两种最大功率追踪模式：固定变压模式与VM最佳电压模式，依据使用情境弹性调整。

• 固定变压模式：可设定周期性由KA6000自动执行IV测量，无需手动触发。

• VM模式：软件会定期更新IV数据与最佳工作电压，SMU根据更新结果自动调整输出电压，以保持在最适功率点。

高频率数据收集与趋势分析

测量间隔可设定为短时间内重复执行，产生大量IV数据。所有测量结果可自动储存于项目文件，并可导入至KA-Viewer进行深入分析，观察各项参数随时间的变化趋势，掌握电池性能长期表现。

IVS-KA6000 单样品多子电池自动测试。

光老化（MPPT）检测的结果数据

6. 符合 IEC 国际标准的校正功能：

IEC 标准定义了标准测试条件（STC），即辐照光谱 AM1.5G，光强 1000W/m^2，太阳能电池温度 25°C。

IVS-KA6000提供温度系数校正、幅照度校正和MMF(失配系数)校正，容易比对不同电池的特性。这些修正功能可以使测试数据更加真实可靠，有利于研究项目的开展或期刊的出版。

IVS-KA6000 可以通过易于使用的操作界面立即进行 MMF 或温度系数校正。

7. 自动变光强测量功能：

IVS-KA6000 支持多段光强自动控制，可在完成光源标定后，自由设定测试所需的光强条件，系统将自动调整光源输出并依序完成测量。

• 光强单位直观易懂：以太阳光强标准表示（如 1 sun、0.2 sun、0.1 sun），方便对应实际应用场景。
• 自定义光强序列：使用者可预设多组目标光强，软件将自动执行光强调整与对应IV曲线测量。
• 全程自动化流程：无需手动调整光源，减少操作误差与时间浪费，提升测试一致性与效率。
• 资料可视化与后续分析：各光强下的IV数据均可储存并导入分析工具，进行效率趋势、光照依赖性等进一步研究。

本功能特别适用于研究光强依赖性（Light Intensity Dependence）、Voc损失机制分析与弱光性能评估等应用。

与 SS-X 太阳能模拟器集成，可以控制不同的测试程序，如光强相关测试或光开/关延迟控制。

IVS-KA6000 支持大众喜爱的 SMU（请参考下方支持的 SMU）、SS-X Solar Simulator 或 Auto-Switch Box。这些仪器的整合可用于复杂的检测。例如：

通过 IVS-KA6000 结合 SS-X 太阳能模拟器的光强相关检测，太阳能电池在不同辐照强度下的 IV 曲线

8. NREL 渐近检测：

在完成IV曲线测量后，可进一步针对特定曲线进行细部稳定性分析，特别适用于钙钛矿与薄膜型太阳能电池，有效对应其常见的迟滞效应与瞬态干扰。

解决迟滞与瞬态效应干扰

此类电池在施加电压后，电流反应往往非即时稳定，稳定所需时间依电池结构与材料而异。若直接测量，容易因暂态现象导致数据偏差。

时间趋近法提高准确性

Asymptotic测量法会在固定电压下持续观察电流变化，延长测量时间以避开初期不稳定状态，取得趋近稳定后的准确数据，有效提升测试的信赖度与再现性。

关于NREL渐近检测程序的详细信息，请随时与我们联系以获取更多信息或演示

9. 整合功能测量－光源＆时序控制：

精准光控与延迟设定，有效避免暂态效应干扰

在钙钛矿与薄膜型太阳能电池的测量中，暂态效应是导致数据误差的来源之一。我们整合光源控制与延迟时序设定，从根本解决这个问题。

• 非持续照光设计：开启 Light Measurement 模式后，光源仅于测量时自动启动，平时保持关闭，避免持续加热导致电池参数漂移。
• IV Delay 与 Bias Delay 双重延迟设定：
  1. IV Delay：可设定光照或电压施加后的等待时间，让电流反应进入稳定期后再开始测量。
  2. Bias Delay：配合 Shutter 控制，让用户自定义延迟时间，进一步排除初期光响应的不稳定干扰。

避免过早测量、排除暂态误差，取得更稳定可信的IV数据。

10. 双阶段量程设定：

兼顾效率与精度的智慧测量设计

在IV测试中，不同区段的电流变化幅度不一，若以固定设定测量整条曲线，容易在前段（电流变化小）浪费大量时间，而后段（接近Pmax）却无法取得足够细致的数据。IVS-KA6000 提供双阶段测量功能，针对不同区段设计不同的测量策略，有效提升整体效率与Pmax精度。

• 前段快速扫描：针对电流变化平缓的初段区域，使用较大步进进行快速扫描，节省大量测量时间。
• 后段高精度扫描：进入电流快速上升区域与Pmax附近时，自动切换至细步进高分辨率扫描，精准捕捉最大功率点位置与IV曲线细节。
• 减少不必要的测量延迟：每一测量点的延迟可由使用者设定，双阶段策略可避免在无需高精度的区域耗费时间，有效提升整体测试效率。

此功能特别适合对Pmax值精度要求高的研究与开发应用场景，如效率最优化与性能优化评估。

11. IV曲线自动叠图与对比功能：

IVS-KA6000 内建IV曲线叠图功能，可协助使用者快速比较不同测量结果，清晰掌握变化趋势与异常状况。

• 一键快速测量：可随时按下「Start」，立即执行IV测量，数据会自动储存于界面下方的tab栏中。
• 灵活叠图选择：使用者可从历次测量结果中，自由选取任意曲线进行叠加对比。
• 视觉化差异分析：叠图功能可清楚显示曲线间的变化，有助于辨识样品在不同条件下的性能变异，如光强变化、老化效应等。

此功能特别适合于实验条件变化比较、样品性能退化追踪与批次一致性分析等应用情境。

12. 快速统计功能：实时掌握参数趋势

IVS-KA6000 提供快速统计工具，可对使用者勾选的多条IV曲线进行实时计算，快速得出平均参数与变化趋势。

• 实时统计计算：点选欲分析的多条IV曲线后，系统会自动统计Voc、Jsc、Pmax、FF 等关键参数的平均值。
• 操作简便：无需额外计算或导出Excel，即可立即取得分析结果。
• 快速判断样品表现：有助于使用者快速掌握样品整体质量或测试批次的一致性。

此功能特别适合于样品筛选、老化前后比较或多通道测量后的整体趋势分析。

13. 最佳光谱自动调置功能（IVS-KA7000 专属）：

IVS-KA7000 独有的 Auto Match 光谱最优化功能，可结合三颗专用参考电池，自动计算并调整光源配置，帮助用户快速达成最接近理想光谱的输出效果。

• 搭配三颗参考电池：使用 KG3、BL7、Quartz 三款标准光谱响应电池，作为校准依据。
• 智慧 Auto Match 引导：软件提供 step-by-step 引导，使用者只需依提示设定，即可完成光谱优化流程。
• 自动推荐参数组合：系统根据测量结果，自动计算出最合适的 Ray Angle、IRIS 光圈大小与模拟器的最佳工作输出条件。
• 达成理想光谱匹配：可精准调整模拟器输出，使实验光谱更贴近标准 AM1.5G 或特定研究需求，提高测试准确性与一致性。
• 搭配高性能模拟光源 SS-PST 使用：IVS-KA7000 搭配 Enlitech SS-PST 太阳光模拟器，可进一步发挥 Auto Match 功能的优势。 SS-PST 系列具备 A++ 级光谱匹配表现，可高度拟合 AM 1.5G 标准太阳光谱，为实验提供稳定且精度良好的光源条件，有助于提升测试的一致性与可靠性。

此功能特别适用于对光谱精度要求极高的应用场景，如新型太阳能材料开发、光谱敏感性分析或跨系统结果比对校正。