IVS-KA6000 鈣鈦礦太陽能電池 IV 測量和分析軟體

軟體功能介紹

Enlitech 開發的 IV 軟體是鈣鈦礦和有機太陽能電池行業的先驅，實現了許多重要功能，包括：

1. 正向和反向 IV 掃描功能：自動執行正向和反向IV掃描，節省設置時間，提高研究效率。
2. 掃描電壓增加率控制：調節掃描速率，幫助深入分析鈣鈦礦太陽能電池的材料體系和滯後效應。
3. IT Monitor工具（I-t、V-t、MPPT追蹤功能）：即時記錄電流變化，評估電池穩定性，支持長時間穩定性測試和暗態電流監控。
4. 單樣品多子電池自動測試：支援多通道自動測量，可連接32通道自動復用器，大幅提高實驗效率與準確度。
5. 光老化和MPPT測試工具：支援固定變壓模式與VM最佳電壓模式，可執行自動化、定時的IV量測。
6. 符合IEC國際標準的校正功能：提供溫度係數校正、輻照度校正和MMF失配係數校正，使測試數據更真實可靠。
7. 自動變光強測量功能：支援多段光強自動控制，適用於光強依賴性、Voc損耗機制分析與弱光性能評估。
8. NREL漸近檢測：針對鈣鈦礦與薄膜型太陽能電池，使用時間趨近法提高測量準確性，有效解決遲滯與瞬態效應干擾。
9. 整合功能測量－光源＆時序控制：提供非持續照光設計和雙重延遲設定，避免持續加熱導致電池參數漂移。
10. 雙階段量程設定：前段快速掃描與後段高精度掃描相結合，兼顧效率與精度。
11. IV曲線自動疊圖與對比功能：可快速比較不同量測結果，進行視覺化差異分析。
12. 快速統計功能：對多條IV曲線進行即時計算，提供關鍵參數平均值統計。
13. 最佳光譜自動調置功能（IVS-KA7000專屬）：結合三顆專用參考電池，自動計算並調整光源配置，達成理想光譜匹配。

1. 正向和反向 IV 掃描功能：

傳統上，需要兩次單獨設置檢測條件。可以開始反向 IV 掃描，直到依次完成正向 IV 掃描條件設置、正向 IV 掃描測試、反向IV掃描條件設置。此外，完成所有檢測後，需要手動繪製兩條單獨的 IV 曲線。傳統方法非常耗時。

Enlitech 是首家實現自動正向和反向 IV 掃描功能的 IV 軟體供應商。2015 年，上一代 IVS-KA5000 已經實現了這些功能。此外，100 多家開發高效太陽能電池的實驗室採用 IVS-KA5000，幫助用戶加速轉換效率（PCE）的突破。

對於相同的鈣鈦礦太陽能電池，觀察到正向和反向掃描的 IV 曲線的不同結果。兩條曲線之間的顯著差異代表轉換效率的不同結果。

2. 掃頻-電壓-增加-速率-控制：

電壓增加率會影響鈣鈦礦太陽能電池的 IV 曲線結果。自 2016 年起，升壓率控製成為 IVS-KA 軟體的標準功能。IVS-KA 軟體附帶的這個控制功能可以幫助用戶深入分析鈣鈦礦太陽能電池的材料體系和滯後效應。

鈣鈦礦太陽能電池在不同掃描電壓增加速率條件下的 IV 曲線結果。
（來源: The Journal of Physical Chemistry Letters）

3. IT Monitor工具（I-t、V-t、MPPT 追蹤功能）：

IVS-KA6000 提供 IT Monitor 功能，可在固定電壓條件下，即時記錄並觀察電流變化，用於評估電池或光源在特定條件下的穩定性表現。

• 實時電流記錄：可在長時間觀察過程中記錄電流變化，評估電池穩定性或偵測光源輸出波動。
• 手動電壓調整即時生效：在量測過程中，使用者可即時手動調整施加電壓，立即反應於電流輸出，靈活應對不同測試需求。
• 預設條件常用於0V監測：常見應用為在0V條件下，若有特殊需求亦可動態調整電壓。

本功能特別適合進行長時間穩定性測試、暗態電流監控，或驗證測試環境（如光源）是否存在輸出漂移。

It Monitor功能，用於監測單個太陽能電池的瞬態電流。此外，IVS-KA6000 還集成了電壓時間相關的監控功能（Vt）和最大功率點追蹤（MPPT）功能。它將成為用戶研究鈣鈦礦或有機等新型太陽能電池穩定性的便捷工具。

IVS-KA6000 實現了很多時間追蹤功能，包括 I-t、V-t 和 MPPT。IVS-KA6000 對用戶和研究人員來說將是一個強大而方便的工具。（來源：Nano Energy）

IT（當前與時間）監控工具

4. 單樣品多子電池自動測試：

隨著效率研究的發展，每個人都重視不同製造工藝的太陽能電池改進的真實性和可重複性。提供實驗結果的統計數據是確認現實的有效途徑，如下所示。為了獲得統計數據，將測試大量太陽能電池，並產生重複檢測。如果實現單樣品多子單元的自動檢測，將大大提高實驗室的研究和效率。從而加快論文發表速度。

Nature Photonics 發布的具有不同製造工藝的 23.3% 鈣鈦礦太陽能電池的 PCE 效率分佈。為了獲得這種統計分佈，對兩個獨立的組（實驗組和對照組）進行了 IV 檢測和 PCE 分析。該圖展示了實驗結果的整體再現性和數據的真實性。

多通道自動切換測量功能（需選購自動切換盒）

支援多通道量測模式，可根據需求切換單通道或多通道操作，適合需同時監控多片太陽能電池的實驗應用。

• 自動通道切換：搭配選購的切換盒，自動控制各通道量測順序，無需人工手動接換，提高實驗效率與準確度。
• 多點同步監控：可一次性完成多個通道的IV量測，節省大量測試時間，特別適合需長時間觀測的穩定性或老化測試。

IVS-KA6000 不僅可以集成原 Enlitech 生產的 8 通道四線復用器，還可以支持 32 通道自動復用器。可對 32 個獨立子單元自動切換測試，無需切換和重新連接電纜，大大縮短用戶的測試時間。此外，它減少了可能的人為檢測誤差。

自動開關盒和測試夾具整合，用於自動多通道檢測。

IVS-KA6000 單樣品多子電池自動測試：通道設置屏幕。

IVS-KA6000 單樣品多子電池自動測試。

5. 光老化和MPPT（最大功率點追蹤）測試工具：

IVS-KA6000 擁有多種強大的測試工具。如光老化（MPPT）測試工具、電流和電壓監測。幫助使用者自動化、固定時間進行太陽能電池的IV量測。

透過自動化設定，使用者可在固定時間點執行IV曲線量測，省去繁瑣的手動操作，大幅提升測試效率與穩定性。

雙模式MPPT功能（預設關閉）

支援兩種最大功率追蹤模式：固定變壓模式與VM最佳電壓模式，依據使用情境彈性調整。

• 固定變壓模式：可設定週期性由KA6000自動執行IV量測，無需手動觸發。

• VM模式：軟體會定期更新IV數據與最佳工作電壓，SMU根據更新結果自動調整輸出電壓，以保持在最適功率點。

高頻率數據蒐集與趨勢分析

量測間隔可設定為短時間內重複執行，產生大量IV數據。所有量測結果可自動儲存於專案檔案，並可匯入至KA-Viewer進行深入分析，觀察各項參數隨時間的變化趨勢，掌握電池性能長期表現。

IVS-KA6000 單樣品多子電池自動測試。

光老化（MPPT）檢測的結果數據

6. 符合 IEC 國際標準的校正功能：

IEC 標准定義了標準測試條件（STC），即輻照光譜 AM1.5G，光強 1000W/m^2，太陽能電池溫度 25°C。

IVS-KA6000提供溫度係數校正、幅照度校正和MMF(失配係數)校正，容易比對不同電池的特性。這些修正功能可以使測試數據更加真實可靠，有利於研究項目的開展或期刊的出版。

IVS-KA6000 可以通過易於使用的操作界面立即進行 MMF 或溫度係數校正。

7. 自動變光強測量功能：

IVS-KA6000 支援多段光強自動控制，可在完成光源標定後，自由設定測試所需的光強條件，系統將自動調整光源輸出並依序完成量測。

• 光強單位直觀易懂：以太陽光強標準表示（如 1 sun、0.2 sun、0.1 sun），方便對應實際應用場景。
• 自定義光強序列：使用者可預設多組目標光強，軟體將自動執行光強調整與對應IV曲線量測。
• 全程自動化流程：無需手動調整光源，減少操作誤差與時間浪費，提升測試一致性與效率。
• 資料可視化與後續分析：各光強下的IV數據均可儲存並匯入分析工具，進行效率趨勢、光照依賴性等進一步研究。

本功能特別適用於研究光強依賴性（Light Intensity Dependence）、Voc損耗機制分析與弱光性能評估等應用。

與 SS-X 太陽能模擬器集成，可以控制不同的測試程序，如光強相關測試或光開/關延遲控制。

IVS-KA6000 支持大眾喜愛的 SMU（請參考下方支持的 SMU）、SS-X Solar Simulator 或 Auto-Switch Box。這些儀器的整合可用於複雜的檢測。例如：

通過 IVS-KA6000 結合 SS-X 太陽能模擬器的光強相關檢測，太陽能電池在不同輻照強度下的 IV 曲線

8. NREL 漸近檢測：

在完成IV曲線量測後，可進一步針對特定曲線進行細部穩定性分析，特別適用於鈣鈦礦與薄膜型太陽能電池，有效對應其常見的遲滯效應與瞬態干擾。

解決遲滯與瞬態效應干擾

此類電池在施加電壓後，電流反應往往非即時穩定，穩定所需時間依電池結構與材料而異。若直接量測，容易因暫態現象導致數據偏差。

時間趨近法提高準確性

Asymptotic測量法會在固定電壓下持續觀察電流變化，延長測量時間以避開初期不穩定狀態，取得趨近穩定後的準確數據，有效提升測試的信賴度與再現性。

關於NREL漸近檢測程序的詳細資訊，請隨時與我們聯繫以獲取更多資訊或演示

9. 整合功能測量－光源＆時序控制：

精準光控與延遲設定，有效避免暫態效應干擾

在鈣鈦礦與薄膜型太陽能電池的量測中，暫態效應是導致數據誤差的來源之一。我們整合光源控制與延遲時序設定，從根本解決這個問題。

• 非持續照光設計：開啟 Light Measurement 模式後，光源僅於量測時自動啟動，平時保持關閉，避免持續加熱導致電池參數漂移。
• IV Delay 與 Bias Delay 雙重延遲設定：
  1. IV Delay：可設定光照或電壓施加後的等待時間，讓電流反應進入穩定期後再開始量測。
  2. Bias Delay：配合 Shutter 控制，讓用戶自定義延遲時間，進一步排除初期光響應的不穩定干擾。

避免過早測量、排除暫態誤差，取得更穩定可信的IV數據。

10. 雙階段量程設定：

兼顧效率與精度的智慧量測設計

在IV測試中，不同區段的電流變化幅度不一，若以固定設定量測整條曲線，容易在前段（電流變化小）浪費大量時間，而後段（接近Pmax）卻無法取得足夠細緻的數據。IVS-KA6000 提供雙階段量測功能，針對不同區段設計不同的量測策略，有效提升整體效率與Pmax精度。

• 前段快速掃描：針對電流變化平緩的初段區域，使用較大步進進行快速掃描，節省大量量測時間。
• 後段高精度掃描：進入電流快速上升區域與Pmax附近時，自動切換至細步進高解析掃描，精準捕捉最大功率點位置與IV曲線細節。
• 減少不必要的測量延遲：每一量測點的延遲可由使用者設定，雙階段策略可避免在無需高精度的區域耗費時間，有效提升整體測試效率。

此功能特別適合對Pmax值精度要求高的研究與開發應用場景，如效率最佳化與性能優化評估。

11. IV曲線自動疊圖與對比功能：

IVS-KA6000 內建IV曲線疊圖功能，可協助使用者快速比較不同量測結果，清晰掌握變化趨勢與異常狀況。

• 一鍵快速量測：可隨時按下「Start」，立即執行IV量測，數據會自動儲存於介面下方的tab欄中。
• 靈活疊圖選擇：使用者可從歷次量測結果中，自由選取任意曲線進行疊加對比。
• 視覺化差異分析：疊圖功能可清楚顯示曲線間的變化，有助於辨識樣品在不同條件下的性能變異，如光強變化、老化效應等。

此功能特別適合於實驗條件變化比較、樣品性能退化追蹤與批次一致性分析等應用情境。

12. 快速統計功能：即時掌握參數趨勢

IVS-KA6000 提供快速統計工具，可對使用者勾選的多條IV曲線進行即時計算，快速得出平均參數與變化趨勢。

• 即時統計計算：點選欲分析的多條IV曲線後，系統會自動統計Voc、Jsc、Pmax、FF 等關鍵參數的平均值。
• 操作簡便：無需額外計算或匯出Excel，即可立即取得分析結果。
• 快速判斷樣品表現：有助於使用者快速掌握樣品整體品質或測試批次的一致性。

此功能特別適合於樣品篩選、老化前後比較或多通道量測後的整體趨勢分析。

13. 最佳光譜自動調置功能（IVS-KA7000 專屬）：

IVS-KA7000 獨有的 Auto Match 光譜最佳化功能，可結合三顆專用參考電池，自動計算並調整光源配置，幫助用戶快速達成最接近理想光譜的輸出效果。

• 搭配三顆參考電池：使用 KG3、BL7、Quartz 三款標準光譜響應電池，作為校準依據。
• 智慧 Auto Match 引導：軟體提供 step-by-step 引導，使用者只需依提示設定，即可完成光譜優化流程。
• 自動推薦參數組合：系統根據量測結果，自動計算出最合適的 Ray Angle、IRIS 光圈大小與模擬器的最佳工作輸出條件。
• 達成理想光譜匹配：可精準調整模擬器輸出，使實驗光譜更貼近標準 AM1.5G 或特定研究需求，提高測試準確性與一致性。
• 結合高性能模擬光源 SS-PST：IVS-KA7000搭配 Enlitech SS-PST 太陽光模擬器，能進一步發揮 Auto Match 功能的最大效益。SS-PST 系列具備 A++ 光譜匹配等級，完美模擬 AM 1.5G 標準太陽光，提供更高準度與穩定性的實驗光源條件。

此功能特別適用於對光譜精度要求極高的應用場景，如新型太陽能材料開發、光譜敏感性分析或跨系統結果比對校正。