1  科学目标与功能

      太阳能电池综合测试与分析子平台主要面向新型薄膜(包括钙钛矿、敏化、有机、铜铟镓硒、铜锌锡硫电池等)、硅基和多结等多种太阳能电池，提供从电池材料的基本物理化学性质(比如：材料物相、组分和光学性质)、半导体物理性质测试分析(比如：掺杂类型、载流子浓度、电导率、缺陷态和少子寿命等)，并提供器件宏观性能(比如：光电转化效率和量子效率)和微观电荷动力学测量分析(比如：飞秒到皮秒尺度的电荷产生、热弛豫、激子动力学以及界面电荷转移动力学，纳秒到微秒尺度的电荷输运，微秒到毫秒尺度的电荷复合和存储动力学，秒尺度的离子输运以及更长时间尺度的器件性能演化动力学及其内在物理化学机制)。该子平台的测试空间尺度覆盖纳米到宏观，时间尺度从飞秒到秒，能满足目前太阳能电池研究的基本需求及深入需求。
      该平台将主要达到以下指标：1. 电池伏安测试和量子效率测试分别达到国家标准(GBT 6495.1-199，GB 11009-1989)；2. 电学测量精度：pA/pV，光学测量精度mOD，时间测量精度：ps，材料测量分析达到国际先进水平；3. 同时满足20余家单位的测试需求，并给出相应的测试和分析报告。该平台的先进性主要体现在其测试分析对象的广度、测试内容的深度和测试仪器的时空精度以及创新性方面。目前国际国内的太阳能电池测试和认证机构几乎主要服务于传统无机半导体结型电池的基本器件宏观性能测试方面，测试内容有限。而我们的平台大大拓展了可测试太阳能电池的类型，覆盖了传统无机半导体(Si, GaAs)，半导体薄膜(CIGS, CZTS)以及新型薄膜太阳能电池(钙钛矿、敏化和有机等)，测量对象更加丰富；
      目前国际国内的太阳能电池测试和认证机构几乎只提供器件宏观性能测试。而我们的平台除了提供器件光电转化效率、量子效率等测试外，还提供材料物相、组分和半导体性质测量以及器件微观电荷动力学测量，测量内容和深度大大拓展；
      我们平台除了集成国际上通用的仪器外，还自行研制可调控的瞬态光电测量系统，该系统在国际上属于独创，并已获得国际同行认可(相关工作已被国际仪器领域最权威的杂志Review of Scientific Instruments接受发表)。该系统在器件电荷动力学测量的时间尺度、可测量状态和物理模型方面均处于世界领先地位。同时集成具有亚皮秒时间分辨的瞬态吸收和太赫兹系统。我们的平台在材料和器件电荷动力学测量方面不管是时间尺度还是测量精度、测量内容均处于世界先进水平。
      该平台未来将着重发展新型太阳能电池的测试分析标准、发展新的测量分析方法，并进一步发展从表观到物理本质的全方位测试分析路径和手段，进一步整合资源，为国内太阳能电池研究的不断深入和产业化提供基础测试方面的推动。
      新型光伏材料及器件综合测试分析系统侧重薄膜太阳能电池材料与薄膜、器件物理的全面分析、表征与评价。一方面为相关的研发部门、科研机构进行新型光伏材料与器件综合表征分析测试，提供科学的测试数据；另一方面围绕新型薄膜太阳能电池的关键科学问题，对太阳能电池材料与器件的光吸收、光生载流子的产生、分离、定向输运、收集、复合等基本物理过程、动力学过程进行深入研究，从理论和实验角度建立器件的物理模型，为新型薄膜电池材料与器件性能优化提供理论指导。
      

      2  子平台构成和设计方案

      太阳能电池综合测试与分析子平台包括：薄膜太阳能电池材料与器件综合测试分析系统、先进硅基太阳能电池材料与器件综合测试分析系统和多结太阳能电池综合测试分析系统。
      太阳能电池综合测试与分析子平台分为电池材料制备区（EC-2）、器件装配及原位测试区（EC-3）、薄膜电池测试诊断区（EC-4）、电化学测试区（EC-5）、电池缺陷测试区（EC-6）、光伏材料综合测试区（EC-7）、硅基电池测试分析区（EC-8）、多结电池测试分析区（EC-9）及研究准备室（EC-10, 11,12）。
      

      3  系统主要参数

      太阳能电池综合测试与分析子平台的建成可以满足各类太阳能电池光电性能和关键物理和材料性质测量分析。系统将达到的主要指标：电学测量最高精度达到pA/pV量级，光学测量精度达到m OD量级，时间尺度覆盖fs-s量级。
      该子平台拓展了可测试太阳能电池的种类，覆盖了从传统无机半导体(Si, GaAs)，半导体薄膜(CIGS, CZTS)，到新型薄膜太阳能电池(钙钛矿、敏化和有机等)等各类太阳能电池，测量对象更加丰富；更重要的是，该子平台除了集成国际上通用的仪器外，自行研制了可调控的瞬态光电测量表征评价诊断系统和无水无氧环境下新型薄膜太阳能电池的制备组装测试系统。可调控的瞬态光电测量表征评价诊断系统在国际上属于独创，已获得国际同行认可。该系统在器件电荷动力学测量的时间尺度、可测量状态和物理模型方面均处于世界领先地位。同时集成具有亚皮秒时间分辨的瞬态吸收和太赫兹系统。我们的平台在材料和器件电荷动力学测量方面不管是时间尺度还是测量精度、测量内容均处于世界先进水平。