三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法及系统与流程

本申请涉及太阳能电池，尤其涉及一种三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法及系统。

背景技术：

1、在叠层太阳能电池的电学架构中，三端架构通过一个公共电极实现顶电池和底电池这两个子电池功率的独立提取，避免电流参数匹配限制。其中，公共电极的存在导致两个子电池在电学上相互耦合，一个子电池的工作状态会通过公共电极的串联电阻影响另一个子电池的性能，因此，三端叠层器件的总输出功率是顶电池电压vtop、底电池电压vbot的二维函数ptotal(vtop,vbot)。任何单次的电流参数-电压扫描都无法完整定义器件的状态，其结果严重依赖于第三个端子的电学状态。

2、目前，用于确定三端叠层器件真实gmpp（global maximum power point，全局最大功率点）的方法是二维网格扫描，该方法通过系统性地扫描一个由(vtop,vbot)电压对构成的矩阵，在该矩阵包含的每个电压对上测量功率，从而构建一个二维功率曲面并寻找最大值。这种方式需要测试大量的电压对点，其中大部分点远离最大功率点，数据效率极低，导致整个测量过程耗时极长（需要数小时）。

3、而且，当三端叠层器件中顶电池采用钙钛矿材料时，上述表征难以被进一步放大。钙钛矿材料固有的离子迁移特性，导致其i-v曲线表现出显著的迟滞与瞬态效应，即测量结果依赖于扫描方向、速率和预偏置条件。因此，如果在二维网格扫描中为缩短时间而进行快速扫描，则测得是一系列非稳态的、受伪影影响的功率值，无法反映器件的真实稳态性能。为了获得物理上有意义的稳态性能，钙钛矿电池在测量前需要经历一段持续光照（光浸润）过程，直至其输出功率达到稳定，这通常需要数秒至数分钟，而如果在每个电压对点都进行充分的稳定化处理，则测量时间将变得完全不可行，且长时间的偏压和光照可能诱发器件的不可逆降解。

4、综上所述，如何提高钙钛矿/晶硅三端叠层器件全局最大功率点的获取效率和有效性，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的是提供一种三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法及系统，用于提高钙钛矿/晶硅三端叠层器件全局最大功率点的获取效率和有效性。

2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、一种三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法，包括：获取三端叠层器件在预设光谱下的目标短路电流参数，根据所述目标短路电流参数调谐太阳模拟器的光谱，以进行光谱匹配；所述三端叠层器件为钙钛矿/晶硅三端叠层器件；控制电学测量系统向所述三端叠层器件施加初始电压对点包含的电压，获取所述电学测量系统测量的所述三端叠层器件在所述初始电压对点下的测量数据，基于所述测量数据确定所述三端叠层器件在所述初始电压对点对应的初始功率，根据所述初始电压点及所述初始功率构建概率代理模型；根据所述概率代理模型基于贝叶斯优化算法获取当前次迭代中的目标电压对点，利用所述电学测量系统对所述目标电压对点进行稳定性验证，并在通过稳定性验证时获取所述三端叠层器件在所述目标电压对点对应的稳态功率；根据稳定性验证结果确定下一次迭代中的概率代理模型，返回执行所述根据所述概率代理模型基于贝叶斯优化算法获取当前次迭代中的目标电压对点的步骤，直至满足迭代终止条件；根据通过稳定性验证的目标电压对点及对应的稳态功率，确定所述三端叠层器件的全局最大功率点。

4、一种三端叠层器件全局最大功率点跟踪系统，包括太阳模拟器、电学测量系统及中央控制单元，其中：所述中央控制单元与所述太阳模拟器及所述电学测量系统相连，用于实现任一项所述的三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法的步骤。

5、本申请公开的上述技术方案，利用贝叶斯优化算法的智能稀疏采样来进行全局最大功率点的确定，以显著降低所需的测量点数量，实现快速、高效地收敛至全局最大功率点，并通过在贝叶斯优化算法选择的目标电压对点上进行稳定性验证而评估目标电压对点的实时稳定性，只有通过稳定性验证、物理上有效的目标电压对点及稳态功率值才会被贝叶斯优化算法采纳，从尽量降低钙钛矿迟滞效应带来的测量伪影，使得最终找到的全局最大功率点是三端叠层器件的真实性能，提高全局最大功率点获取的有效性。

6、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

1.一种三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法，其特征在于，根据稳定性验证结果确定下一次迭代中的概率代理模型，包括：

3.根据权利要求1所述的三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法，其特征在于，根据所述概率代理模型基于贝叶斯优化算法获取当前次迭代中的目标电压对点，包括：

4.根据权利要求3所述的三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法，其特征在于，利用所述电学测量系统对所述目标电压对点进行稳定性验证，包括：

5.根据权利要求3所述的三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法，其特征在于，利用所述电学测量系统对所述目标电压对点进行稳定性验证，包括：

6.根据权利要求5所述的三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法，其特征在于，根据所述目标电压对点控制所述电学测量系统对所述三端叠层器件进行循环电压扫描，基于扫描结果得到迟滞指数，包括：

7.根据权利要求5或6所述的三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法，其特征在于，根据所述迟滞指数判断所述目标电压对点是否通过稳定性验证，包括：

8.根据权利要求1所述的三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法，其特征在于，判断是否满足迭代终止条件，包括：

9.根据权利要求1所述的三端叠层器件全局最大功率点跟踪方法，其特征在于，根据所述目标短路电流参数调谐太阳模拟器的光谱，以进行光谱匹配，包括：

10.一种三端叠层器件全局最大功率点跟踪系统，其特征在于，包括太阳模拟器、电学测量系统及中央控制单元，其中：