钙钛矿太阳能电池效率测量以光电转换效率(PCE)为核心评估指标，其本质是通过模拟太阳光环境，量化电池将光能转化为电能的能力。具体原理可分为三个关键环节：
1.光源模拟与光谱控制：测量需在稳定、可控的光照条件下进行，测试仪通常采用氙气灯、LED灯等作为光源，模拟地球表面不同纬度、季节和时间的日照条件。光源发出的复合光经单色仪分解为不同波长的单色光，再通过斩波器转换为脉冲光，确保每一束单色光可被准确调控和识别。这一过程类似于将太阳光“拆解”为单一“颜色”的光子序列，为后续波长-电流响应分析奠定基础。
2.载流子激发与信号采集：脉冲单色光逐一照射钙钛矿太阳能电池样品时，光子能量被钙钛矿吸光层吸收，激发电子-空穴对。由于钙钛矿材料具有优异的光吸收特性，其带隙可通过元素掺杂调节，确保对可见光及部分红外光的高效利用。产生的载流子经电子传输层和空穴传输层分离后，被电极收集形成电流。此时，测试仪同步记录电池在不同波长光照下的电流-电压特性，尤其关注短路电流密度和开路电压两个核心参数。
3.效率计算与关键指标提取：根据定义，光电转换效率(PCE)等于电池输出的最大功率与入射光功率之比。测量中，通过扫描电压范围并结合最大功率点追踪技术，确定电池在特定光照下的最大输出功率。同时，外量子效率是另一重要维度，它反映电池对单个入射光子产生可用电子的效率，通过对各波长下光生载流子的定量分析获得。
钙钛矿太阳能电池效率测量中的注意事项：
1.环境控制
-温湿度：保持恒温(25±2℃)，相对湿度<40(钙钛矿易吸潮分解，高湿度会导致效率骤降甚至失效)。
-暗室环境：测试需在暗箱中进行，避免杂散光干扰(尤其对弱光敏感的钙钛矿电池)。
2.操作规范
-电极接触：使用探针台时，探针压力适中(过大会损伤电极，过小导致接触电阻)，优先选择点接触而非面接触，避免遮挡活性层。
-避免热效应：长时间光照可能导致电池升温(钙钛矿带隙随温度升高而减小，Voc下降)，需控制单次测试时间(<5 min)，或使用脉冲光源(如100 ms短脉冲)减少热积累。
-滞后现象处理：采用双向扫描(正向+反向)验证滞后程度，若差异>10，需优化扫描条件(如更慢速度)或记录两种结果。
3.设备维护
-光源稳定性：定期检查模拟器灯泡寿命(如氙灯使用超1000小时需更换)，避免光强漂移。
-电学仪器校准：源表需定期校准(每年至少一次)，确保电压/电流读数准确。
-标准电池溯源：校准用标准电池需经NIST或国家计量院认证，保证光强标定的可靠性。
4.特殊问题应对
-J-V曲线异常：若出现“S型”扭曲(常见于反式结构PSCs)，可能是界面电荷积累或离子迁移导致，可通过插入界面修饰层(如PCBM)或降低扫描速度改善。
-低Jsc问题：检查是否有电极遮挡(如蒸镀时掩膜错位)或钙钛矿层覆盖不全(SEM观察形貌)，或使用EQE积分验证Jsc(EQE(λ)×光子通量积分应接近Jsc)。
