光伏计量护航产业以“新”提“质”

“新质生产力”的提出为我国经济发展开辟新领域新赛道、塑造发展新动能、新优势提供了科学指引。作为走俏海外“新三样”之一的光伏发电产品，其技术发展日新月异，每一次蝶变都助推新质生产力的进一步飞跃。钙钛矿技术因具备高转换效率、良好的成本效益及广泛的应用场景等优势，有望替代传统光伏技术。当前，在全球范围内，无论是学术界还是产业界都在积极推进钙钛矿技术的研究与应用。我国政府高度重视新能源产业的发展，出台了一系列政策措施鼓励技术创新和产业化。钙钛矿技术作为一项前沿科技，受到了政府的大力支持。国内多家科研机构和企业已经在钙钛矿太阳能电池的研发上取得了重要突破。光伏计量在钙钛矿技术领域发挥着至关重要的作用，是推动这一新兴技术走向成熟和广泛应用的关键因素之一。

案例简介

福建省计量科学研究院/国家光伏产业计量测试中心（以下简称“光伏中心”）自成立以来就秉持着“三全一前”的建设理念，一直致力于开展光伏产业量值传递、关键参数测量、标准制修订、测试验证、前瞻计量测试研究等工作，长期以来与光伏产业深度融合，一有新的计量难题及需求出现，光伏中心团队都能够迅速响应并组建科研小组进行技术攻关。历经11年的建设，光伏中心已基本具备“三全一前”的计量测试服务能力。正是有了这样的积淀，面对钙钛矿技术不断推进光伏产业升级的进程中遭遇的“卡脖子”难题，光伏中心勇于“亮剑”，聚焦钙钛矿技术发展过程中出现的计量测试技术难题、量值控制手段有限、标准缺失等问题，打出了系列“组合拳”，以标准引领、项目攻关、技术服务升级等为抓手不断完善光伏计量的供给水平，为钙钛矿技术新兴领域的高质量发展提供强有力的技术保障，护航产业以“新”提“质”。

案例具体做法

（一）案例详情

光伏中心注重发挥标准引领和支撑光伏产业发展的重要作用，积极投身行业标准、地方标准的起草和制定，推动行业技术进步和降本增效，促进全行业健康发展。在得知影响钙钛矿产业化进程的关键参数：转换效率无法得以准确测量这一需求后，光伏中心团队迅速组建标准起草工作组，完成了福建省地方标准《钙钛矿太阳电池转换效率测评规程》项目申报、起草和报批等一系列工作，项目确立了钙钛矿太阳电池在标准测试条件下转换效率的测评程序,规定了环境条件与测试设备、测评程序、测评要求和追溯方法等方面的要求，为钙钛矿产业化过程中的钙钛矿太阳电池性能评价提供了坚实的标准技术保障。

标准的制定只是解决了准确客观评估钙钛矿太阳电池转换效率的关键环节之一，该类技术的测量方法缺失、测量装置不规范等难题也是钙钛矿技术产业化途中的“拦路虎”。光伏中心精准施策、科学立项，从校准装置开发、测量方法研究等方面进行项目攻关，多管齐下全方位疏通光伏产业新质生产力发展过程中的堵点，助推光伏产业的高质量发展。在校准装置开发上，研制出AAA稳态氙灯太阳模拟器、高精度温控腔体、翻转测量平台及电参数测量系统等专用装置，实现了在标准测试条件下对典型结构的钙钛矿太阳电池性能的准确测量与评估。研发宽光谱仪对测量用太阳模拟器的光谱分布进行持续监控，实现了对钙钛矿太阳电池关键电参数的精准光谱失配修正。在测量方法研究上，针对钙钛矿技术特有的迟滞效应开发了阶梯式扫描法和最大发电功率跟踪算法，能够快速找出最佳的电压测量点之间的延迟时间，使得正反扫描电流-电压特性曲线重合及最大发电功率持续跟踪，有效降低由迟滞效应导致的测量误差，从而显著提升对该类电池的测量准确度。

基于对钙钛矿太阳电池的标准制定及科研项目攻关的研究成果，光伏中心太阳电池实验室持续发挥技术服务领先优势，将研究成果广泛应用于为国内外各大光伏企业、科研院所等科研团队研制的钙钛矿太阳电池提供优质计量测试服务。2023年以来，光伏中心累计为国内外440多家光伏企业、研究机构和高校提供了超过2000次测量服务。得益于持续广泛为国内外顶尖研究团队和龙头光伏企业提供高水平测量服务，并多次在国际比对中获得满意结果，光伏中心在2020年11月获得国际权威的“Solar Cell Efficiency Tables”（太阳电池能效纪录表）认可为全球九家指定测量实验室之一，国内唯一，跻身国际一流光伏专业测量实验室行列。

具体成效

基于上述全方位的光伏计量服务模式，光伏中心取得了扎实的工作成效。2023-2024年发布实施了福建省地方标准《DB35/T 2143-2023 钙钛矿太阳电池转换效率测评规程》，该标准的发布与实施有效满足了光伏行业最关注的新材料新技术钙钛矿太阳电池的测量评估需求，同时进一步强化了与本省龙头企业的合作，构建从原始创新成果到产业化创新链布局，支撑我省乃至全国关键新能源企业的发展。

依托国家市场监督管理总局科技计划项目《钙钛矿光伏器件性能提升、测量方法及标准化研究》，从服务于国家新能源重大战略需求和产业发展出发，从测量原理的底层技术基础上进行原始创新，并建立独立自主的技术标准高地，打通从基础测量方法研究、专用测量装置研制、技术标准制定一整个技术开发闭环。形成了以《ZL 2023 2 0770308.9 一种钙钛矿太阳电池的封装结构》、《 ZL 2023 2 0059941.7一种用于钙钛矿太阳能电池测试设备》等多项专利为代表的一批实用性的科研成果，通过企业实现上述相关成果的迅速产业化，推动省内新一代光伏产品的生产与市场发展。在项目实施后，将与相关生产制造企业进一步深化合作，实现研发的专用测量设备在福建落地转化。

基于扎实的标准研制及项目开展工作，光伏中心提供的优质计量测试服务广受国内外专家的认可，2021年至今，累计成功申报了“太阳电池能效记录表”最高记录共17条，占近三年来全球所有新纪录的18.9%，且目前各种尺寸的单结钙钛矿太阳电池光电转换效率纪录均为光伏中心测量提供。这不但实现了我国研发的新型电池能在国内完成性能测试验证，而且进一步延伸服务国外顶尖研发团队。

案例创新点

（一）案例实施的创新点

本案例的创新点首先在于制定了福建省地方标准《DB35/T 2143-2023 钙钛矿太阳电池转换效率测评规程》，率先为产业中钙钛矿技术的研发提供验证标准，为新型太阳电池的准确测量提供重要的技术保障。

其次，在项目攻关中开创性地利用稳态氙灯模拟器作为光源，在保证光源符合光谱匹配度优于士12.5%、30cm × 30cm 大面积辐照度不稳定度优于2%、10分钟内辐照度不稳定度优于1%的AAA级性能基础上，利用专用测量手段和专利算法有效消除了钙钛矿太阳电池测量中严重影响其测量准确度的迟滞效应，保证实验室中的稳态MPPT测量与产线中的动态IV扫描测量均能保持高度一致。除此之外，为抵消长时间高强度光照带来的样品升温问题，研制的测量装置采用高功率半导体温控平台对样品进行准确控温；利用源表及“Perturb- Observe”算法对钙钛矿光伏器件的最大发电功率进行跟踪，配合电压步进、采样频率、采样延时、总采样时间等多参数自动可调软件，形成一套完备的钙钛矿太阳电池最大发电功率转换效率测量评估系统。

最终，国家光伏产业计量测试中心代表我国进入堪比光伏产业界“吉尼斯世界纪录”权威榜单的“世界效率纪录表”指定认证实验室，为全球9家之一，有力打破了新型高效太阳电池以往只能送国外机构认证的困境，对促进我国光伏先进技术发展具有重要意义。

（二）推广价值

光伏中心通过标准制定、科研创新和技术服务三大支柱的协同发展，构建了一个，“标准+科研+技术服务”三位一体全面的光伏计量服务体系，这一模式不仅在国内具有广泛的推广价值，也为全球光伏行业树立了典范。这一模式的成功实践表明通过标准化工作带动技术创新和服务质量提升的重要性，为其他行业和领域提供了宝贵的经验借鉴。随着这一模式的进一步推广，预计将在更大范围内推动光伏行业的技术进步和产业升级，助力实现可持续发展目标。

（三）体会感受

新技术的形成与应用是一个复杂而系统的过程，它不仅仅是实验室里的研究与发现，更需要扎根于产业一线，紧密联系实际需求。光伏中心在新技术的研发与推广过程中，深刻认识到与产业界紧密合作的重要性。通过长期的一线计量实践，光伏中心与产业技术人员保持着密切的技术交流，这不仅加深了我们对产业发展现状的了解，也让我们能够及时捕捉到行业发展的脉搏。深入光伏产业内部进行调研，使我们能够准确把握产业的计量需求。无论是专用测量仪器的量值传递需求，还是关键领域关键参数的测量技术需求，亦或是计量科技创新的需求，我们都力求做到精准对接。这种需求导向型的研发策略，是我们每一次技术攻关都能够直击产业痛点，真正解决生产实际问题的坚实保障。

从方法、装置到标准的全方位发力，光伏中心始终站在技术创新的前沿。我们不仅致力于开发更加精准可靠的测量方法，还不断改进测量装置，同时积极参与行业标准的制定。通过构建开放共享的平台，我们汇聚了来自各方的智慧与力量，共同推动光伏产业计量技术的进步。

在这个过程中，我们深深体会到，技术创新不仅是科研人员的责任，更是产业发展的动力源泉。每一次技术突破的背后，都凝聚着无数人的辛勤付出和智慧结晶。只有当理论与实践紧密结合，才能让科技创新真正落地生根，开花结果。光伏中心将继续秉承开放合作的态度，不断探索新的技术路径，为光伏产业的发展提供坚实的计量技术支撑，推动整个行业向着更高水平迈进。