測量鈣鈦礦電池的發電效率是評估其性能的關鍵步驟，主要基于光電轉換效率（PCE）的計算。以下是詳細的測量步驟和方法：

一、測量準備

1. 設備準備：

• 高精度、高穩定性的光伏IV測試儀：用于測量電池的電流-電壓（J-V）曲線。

• 光源：確保光源強度與標準能量源（如AM 1.5G光譜，1000W/m2）相匹配，并進行光源標定。

• 電流計和電壓計：用于直接測量電池在標準光照條件下的電流和電壓。

• 其他輔助設備：如連接線、夾具等，確保電池與測量設備之間的連接穩定可靠。

2. 環境控制：

• 溫度：控制在25°C左右，以模擬太陽能電池在實際應用中可能遇到的平均溫度。

• 濕度和光照：保持恒定的濕度和光照條件，避免環境因素對測量結果的影響。

3. 電池準備：

• 確保鈣鈦礦電池表面清潔無污垢，連接線路正常。

• 將電池置于測試臺上，確保光源與電池之間的距離恒定。

二、測量步驟

1. 光源標定：

• 將使用的光源與一個標準能量源進行比較，確保光源的強度與光源發射的能量之間的準確關系。

2. 電池連接：

• 將鈣鈦礦電池與適當的外接電路連接，以便將電池的輸出電能傳輸到測量設備上。

3. J-V曲線測量：

• 在標準測試條件下（光照強度1000W/m2，溫度25°C），使用高精度測試儀測量電池的J-V曲線。

• 記錄開路電壓（VOC）、短路電流密度（JSC）和填充因子（FF）等關鍵參數。

4. 電流和電壓測量：

• 使用電流計和電壓計直接測量電池在標準光照條件下的電流和電壓。

• 這些值被用于計算鈣鈦礦電池的功率。

5. 效率計算：

• 利用測量得到的功率值，以及之前標定的光源強度，計算鈣鈦礦電池的能量轉化效率。

• 計算公式為：效率 = 輸出功率 / 輸入光源能量。

三、注意事項

1. 磁滯效應：

• 鈣鈦礦電池存在磁滯效應，即J-V曲線會受掃描速度和方向的影響。因此，在測試過程中需要特別注意這一點，并可能需要提供不同掃描方向和速度的J-V曲線圖以更全面地評估電池的性能。

2. 穩態效率測試：

• 為了更準確地反映電池在實際工作條件下的效率，還需要進行穩態效率測試。這種測試方法是在J-V曲線中的最高功率輸出點施加恒定的偏壓，并觀察電池在持續光照和長時間偏壓下的輸出電流是否趨于穩定。

3. 設備校準和維護：

• 定期對測量設備進行校準和維護，以保證測量結果的準確性。

4. 環境因素控制：

• 考慮溫度和濕度等環境因素對測量結果的影響，盡量在恒定的條件下進行測量。

通過以上步驟和方法，可以準確測量鈣鈦礦電池的發電效率，為進一步的研究和應用提供可靠的數據支持。