太阳能电池的测试条件与太阳模拟器.
标准太阳能电池测试条件
IVT SOLAR为太阳能及光伏行业提供完整的测试方案本次讲座希望和大家分享：1. Procedure to measure cell Efficiency, ŋ测量电池片转换效率的流程为什么要做光谱失配因子的修正？如何做修正？在什么条件下可以不要做？2. Facts affect cell’s efficiency measurement影响测量精度的因素设备与设备之间；生产厂和模组厂（客户）之间；不同工艺的标准电池片和电池片之间；温度对测量精度的影响；探针的排列对测量精度的影响；3. 能否自己制作二级参考电池片从德国标准电池片复制内部使用电池片4. Standard Test Condition / 标准测试条件5. Class AAA Solar simulator/ 3A 级太阳能模拟器Standard Test Condition (STC) / 标准测试条件标准测试条件由以下三个条件组成标准测试条件由以下三个条件组成：：•Solar spectral irradiance distribution:太阳光谱分布：AM1.5G （Air Mass 1.5 Global ）•Irradiance level / 光强1,000 W/m²•Cell Temperature: / 电池片P-N 结的温度：25°C.Direct+circumsolar W*m-2*nm-1150017502000225025002750 Wavelength nm；所以在考虑光谱匹配时，只需要考虑Solar Simulator / 太阳能模拟器1.模拟器是在6个不同的光谱段范围内，以功率的分布比例的多少，计算拟合度；2.以此模拟器为例，它的光谱分布在400nm至600nm是偏高，600nm 至800nm 是偏低。
900nm至1100nm也是偏低；3.如果，你的高效太阳能电池片的效率改进是在光谱600 nm 至800nm 之间，那么实际测量出来的电池片效率就会偏低( 如果没有光谱匹配修正）。
太阳能电池的测试.
高效节能型太阳能电池性能测试实验报告
高效节能型太阳能电池性能测试实验报告一、引言随着全球对清洁能源的需求不断增长，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的能源，其开发和利用受到了广泛的关注。
太阳能电池作为将太阳能转化为电能的关键器件，其性能的优劣直接影响着太阳能的利用效率和成本。
本实验旨在对高效节能型太阳能电池的性能进行全面测试，为其进一步的应用和推广提供科学依据。
二、实验目的1、测定高效节能型太阳能电池的开路电压（Voc）、短路电流（Isc）、最大功率（Pmax）等基本电学参数。
2、研究太阳能电池的光电转换效率（η）与光照强度、温度等环境因素的关系。
3、评估太阳能电池的稳定性和耐久性，为实际应用提供参考。
三、实验原理太阳能电池是基于半导体的光伏效应将光能转化为电能的器件。
当太阳光照射到太阳能电池的表面时，光子被半导体材料吸收，产生电子空穴对。
在电池内部的电场作用下，电子和空穴分别向两端移动，形成电流和电压。
太阳能电池的性能主要由以下几个参数来表征：1、开路电压（Voc）：在没有负载的情况下，太阳能电池两端的电压。
2、短路电流（Isc）：当太阳能电池两端短路时，流过的电流。
3、填充因子（FF）：是太阳能电池最大功率与开路电压和短路电流乘积的比值，反映了电池的输出特性。
4、光电转换效率（η）：太阳能电池输出的电能与入射光能量的比值。
四、实验设备与材料1、高效节能型太阳能电池样品2、太阳能模拟器：提供稳定的模拟太阳光光源。
3、数字源表：用于测量电流和电压。
4、温度控制箱：用于控制实验温度。
5、数据采集系统：记录实验数据。
五、实验步骤1、样品准备对太阳能电池样品进行清洁，去除表面的杂质和污染物。
检查电池的外观，确保没有明显的缺陷和损伤。
2、实验装置搭建将太阳能电池样品安装在测试夹具上，并连接到数字源表和数据采集系统。
将太阳能模拟器调整到合适的位置，确保光照均匀地照射在电池表面。
3、测量开路电压和短路电流在黑暗条件下，测量太阳能电池的暗电流和暗电压。
太阳能电池的测试条件与太阳模拟器
在测量单体电池时，辐照不均匀度应使用不超过待测电池面积1/4的检测电池来检测。在测量组件时，应使用不超过待测组件面积1/10的检测电池来检测。 辐照不稳定度＝±（最大辐照度－最小辐照度）/（最大辐照度＋最小辐照度）
3．3．2辐照不稳定的检测
3．3．3光谱失配误差计算
式 中：
分别是被测电池（T）和标准电池（S）在AM1.5状态下的相对光谱电流，即光谱电流i(λ)与短路电流I之比：
光谱失配误差=
(3.3.1)
(3.3.1)
еAM1.5(λ)的相对偏差：
即 :
B(λ)－1定义为光谱，它表示太阳模拟器光谱辐照度еsim(λ)和AM1.5的光谱辐照度。
太阳能模拟器分类
通常称为光强，即入射到单位面积上的光功率，单位是W/m2或mw/cm2。
辐照度及其均匀性
光谱分布
对空间应用，规定的标准辐照度为1367w/m2（另一种较早的标准规定为1353 w/m2），对地面应用，规定的标准辐照度为1000 w/m2。实际上地面阳光和很多复杂因素有关，这一数值仅在特定的时间及理想的气候和地理条件下才能获得。地面上比较常见的辐射照度是在600~900 w/m2范围内，除了辐照度数值范围以外，太阳辐射的特点之一是其均匀性，这种均匀性保证了同一太阳电池方阵上各点的辐照度相同。 太阳电池对不同波长的光具有不同的响应，就是说辐照度相同而光谱成分不同的光照射到同一太阳电池上，其效果是不同的，太阳光是各种波长的复合光，它所含的光谱成分组成光谱分布曲线，而且其光谱分布也随地点、时间及其它条件的差异而不同，在大气层外情况很单纯，太阳光谱几乎相当于6000K的黑体辐射光谱，称为AMO光谱。在地面上，由于太阳光透过大气层后被吸收掉一部分，这种吸收和大气层的厚度及组成有关，因此是选择性吸收，结果导致非常复杂的光谱分布。而且随着太阳天顶角的变化，阳光透射的途径不同吸收情况也不同。所以地面阳光的光谱随时都在变化。因此从测试的角度来考虑，需要规定一个标准的地面太阳光谱分布。目前国内外的标准都规定，在晴朗的气候条件下，当太阳透过大气层到达地面所经过的路程为大气层厚度的1.5倍时，其光谱为标准地面太阳光谱，简称AM1.5标准太阳光谱。此时太阳的天顶角为48.19，原因是这种情况在地面上比较有代表性。
新型高效太阳能电池模组性能测试实验报告
新型高效太阳能电池模组性能测试实验报告一、实验背景随着全球对清洁能源的需求不断增长，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的能源，其开发和利用受到了广泛的关注。
新型高效太阳能电池模组的出现，为提高太阳能的转换效率和降低成本带来了新的希望。
为了深入了解新型高效太阳能电池模组的性能，我们进行了本次性能测试实验。
二、实验目的本次实验的主要目的是对新型高效太阳能电池模组的性能进行全面评估，包括其光电转换效率、输出功率、电压电流特性、温度特性以及稳定性等方面，为其在实际应用中的推广和优化提供科学依据。
三、实验设备与材料1、新型高效太阳能电池模组：本次实验所采用的太阳能电池模组为具体型号，其具有具体特点和优势。
2、太阳能模拟器：用于模拟不同强度和光谱分布的太阳光，型号为具体型号。
3、数字源表：用于测量太阳能电池模组的电流和电压，型号为具体型号。
4、温度控制器：用于控制实验环境温度，型号为具体型号。
5、数据采集系统：用于记录和分析实验数据，型号为具体型号。
四、实验方法1、光电转换效率测试将太阳能电池模组放置在太阳能模拟器下，调整模拟器的光照强度和光谱分布，使其与标准太阳光条件相似。
使用数字源表测量太阳能电池模组在不同光照强度下的输出电流和电压，根据公式计算其光电转换效率。
2、输出功率测试在相同的实验条件下，测量太阳能电池模组的输出功率，并绘制输出功率与光照强度的关系曲线。
3、电压电流特性测试改变负载电阻，测量太阳能电池模组在不同负载条件下的输出电压和电流，绘制电压电流特性曲线，分析其内阻和最大功率点。
4、温度特性测试将太阳能电池模组置于不同温度环境中，测量其在不同温度下的性能参数，研究温度对其性能的影响。
5、稳定性测试对太阳能电池模组进行长时间的连续光照，监测其性能参数的变化，评估其稳定性。
五、实验结果与分析1、光电转换效率实验结果表明，新型高效太阳能电池模组的光电转换效率在标准测试条件下达到了具体效率值，明显高于传统太阳能电池模组。
太阳光模拟器论证报告
太阳光模拟器论证报告引言：太阳能是一种可再生能源，对于解决能源短缺和减少环境污染具有重要意义。
然而，太阳能转化效率的提高和光电设备的研发需要大量的实验数据和模拟分析。
而太阳光模拟器是一种能够模拟太阳光照射条件的设备，可以为太阳能研究提供准确的实验环境。
本文将对太阳光模拟器进行论证，验证其在太阳能研究中的重要性和可靠性。
1. 太阳光模拟器的原理太阳光模拟器是通过使用光源、光学系统和控制系统来模拟太阳光的辐照特性。
光源可以是氙灯、气体放电灯或者激光器，通过调整电流和电压来控制光源的亮度和光谱特性。
光学系统包括聚光透镜和滤光器，用于聚焦和过滤光线，使其接近太阳光的光谱分布。
控制系统则用于控制光源和光学系统的参数，以实现预期的太阳光模拟效果。
2. 太阳光模拟器的应用太阳光模拟器广泛应用于太阳能电池、太阳能热能利用和太阳能光伏材料等领域的研究与开发。
在太阳能电池研究中，太阳光模拟器可用于测试电池的效率和性能，评估不同材料和结构的电池性能差异。
在太阳能热能利用中，太阳光模拟器可用于测试太阳能热能装置的热效率和传热特性。
在太阳能光伏材料研究中，太阳光模拟器可用于测试光伏材料的光电转换效率和光谱响应。
3. 太阳光模拟器的优势与实际太阳光照射条件相比，太阳光模拟器具有以下优势：（1）可控性强：太阳光模拟器可以精确控制光源的亮度、光谱分布和角度，以模拟不同时间、地点和季节的太阳光照射条件。
（2）重现性好：太阳光模拟器在不同实验中能够保持较好的重现性，确保实验结果的可靠性和可比性。
（3）高效节能：太阳光模拟器通过优化光源和光学系统的设计，能够提高能源利用率，减少能源消耗。
4. 太阳光模拟器的验证方法为验证太阳光模拟器的准确性和可靠性，常常采用以下方法：（1）与实际测量数据对比：使用太阳光模拟器进行太阳能研究实验，并将实验结果与实际测量数据进行对比，以验证模拟器的准确性。
（2）与其他模拟器对比：将太阳光模拟器与其他同类设备进行对比，评估其模拟效果和性能优劣。
太阳模拟器操作规范
编号：XN/WI023-ZG-2009第 1 页共 5 页生效日期：2009.08版本/修改:A/0太阳能模拟器操作规程1．目的太阳模拟器用来。
2．范围新能研发中心实验室3．责任实验室设备负责人，负责设备的使用及日常维护与点检并填写设备使用记录。
4．操作流程4.1太阳电池组件测试：4.1.1夹具调整：本机测试夹具为鳄鱼夹，红正黑负，对应太阳电池组件正负极夹好，注意应确保每次电池放置位置相同；4.1.2测量：插上电源线，在关机状态连好测试台与计算机通信电缆，打开电源开关；4.1.3打开电脑中的测试软件，进行设置。
4.2、测试软件参数设定：4.2.1、校准修正（1）电流校准:在相应的Isc真值框中输入相应的标准电池的标准值，在此面板中可以调整电流修正系数，根据当前短路电流值和标准短路电流值计算出一个调整系数，只需输入标准短路电流值选中更新项即可，即再按下Calc键就可以得到修正（2）电压校准:在相应的Voc真值框中输入相应的标准电池的标准值，再按下Calc 键就可以得到修正。
（3）温度修正：Calibration Temp.Senor这一栏主要用于温度修正，因为所使用的温度采集较为可靠一般不使用。
（4）光强修正：Sun Intensity Adjust这一栏主要用于室外测试的光强修正，输入相应的测试光强的标准片短路电流的电流值，此值为相应的标准片对应光强的特定值。
选中修正光强到1000则计算短路电流将按光强为1000时的值计算。
（5）电流电压的温度修正：I-V Temperature Adjust这一栏主要用于电流电压编号：XN/WI023-ZG-2009第 2 页共 5 页太阳能模拟器操作规程的温度修正，可以根据需要输入相应的电流，电压的参数因数，电池片面积，选上相应的环境温度，选择修正到这个温度即选上To this Temp 所设置的才会其作用，否则不起作用。
（6）定点电压设置：输入相应的定点电压就会有相应的定点电流值显示出来。
太阳能电池特性测试实验报告-资料类
太阳能电池特性测试实验报告－资料类关键信息项：1、实验目的2、实验设备3、实验原理4、实验步骤5、数据记录与处理6、实验结果7、误差分析8、结论11 实验目的本次实验旨在深入了解太阳能电池的工作特性，包括其输出电压、电流与光照强度、负载电阻等因素之间的关系，从而为太阳能电池的应用和优化提供数据支持。
111 具体目标测量太阳能电池在不同光照条件下的输出特性。
研究太阳能电池的短路电流和开路电压随光照强度的变化规律。
分析太阳能电池的输出功率与负载电阻的关系。
12 实验设备太阳能电池板光源模拟器（可调节光照强度）数字万用表可变电阻箱数据采集系统121 设备参数太阳能电池板的规格和型号：＿___________________光源模拟器的光照强度调节范围：＿___________________数字万用表的精度和测量范围：＿___________________可变电阻箱的阻值范围和调节精度：＿___________________13 实验原理太阳能电池是基于半导体的光伏效应将光能转化为电能的器件。
当光子入射到半导体材料中，会激发电子从价带跃迁到导带，产生电子空穴对。
在内建电场的作用下，电子和空穴分别向不同方向移动，形成电流和电压。
131 短路电流（Isc）当太阳能电池的输出端短路时，测量得到的电流即为短路电流，它与光照强度成正比。
132 开路电压（Voc）当太阳能电池的输出端开路时，测量得到的电压即为开路电压，它随光照强度的增加而增加，但增加趋势逐渐减缓。
133 输出功率（P）太阳能电池的输出功率等于输出电压（V）与输出电流（I）的乘积，即 P ＝ V × I。
当负载电阻与太阳能电池的内阻匹配时，输出功率达到最大值，称为最大功率点（MPP）。
14 实验步骤141 实验准备检查实验设备是否完好，确保各仪器的连接正确。
将太阳能电池板放置在光源模拟器下方，调整位置使其均匀受光。
142 测量短路电流和开路电压调节光源模拟器的光照强度为最小值，测量太阳能电池的短路电流Isc 和开路电压 Voc ，记录数据。
谈太阳模拟器及IV测试系统选择的技术要点
谈太阳模拟器及IV测试系统选择的技术要点天祥太阳能源科技有限公司()dyesuntech@摘要：太阳电池产品的销售价格主要取决于太阳电池能够产出的峰值瓦特数，正确选择一款合适太阳模拟器准确测试太阳能电池（组件）的发电性能参数（如最大化输出功率和转换效率）对一个太阳能光伏企业非常重要。
在对太阳模拟器进行选择的时候，需综合考虑太阳模拟器的模拟光源等级及使用寿命、I-V测试系统、控温系统，以及太阳模拟器制备厂家的制备经验，选择适合本企业产品类型的高性价比的太阳模拟器。
关键词：太阳模拟器光源I-V测试系统中国的光伏产业在2004年之后经历了快速发展的过程，连续5年的年增长率超过100%，2010年中国光伏电池产量已超过全球总产量的50%。
目前已有数十家太阳能光伏公司分别在海内外上市，诞生了如无锡尚德、保定英利、宁晋晶澳等一批具备较强国际竞争能力的太阳能光伏企业。
由于太阳能光伏产品的价格不像其它产品那样是以尺寸、重量或件数为公制来衡量，太阳电池产品的销售价格主要取决于太阳电池能够产出的峰值瓦特数，这就决定了太阳能光伏行业是一个以产品质量（高转换效率）为驱动的产业和商业模式，也同样突出了正确选择一款合适太阳模拟器，准确测试太阳能电池性能参数（如最大化输出功率和转换效率）的重要性。
反之，太阳模拟器选择不合理带来的测量误差，则会直接导致太阳能光伏企业和客户之间的经济损失和贸易争端。
太阳模拟器测试原理图如图一，图一太阳模拟器测试原理图目前，市场上对每一种应用和价位都有不同型号的产品，还有许多正在开发过程中，利用太阳模拟器对太阳能电池进行测试，是研究的需要，也是质量保证和生产所需。
对于不同的行业，如用于太空或者在地面，测量精度、速度和参数的重要性会有不同，但在选择太阳模拟器时，不管哪种型号，我们需重点关注太阳模拟器以下两个关键部件：1.太阳模拟器的模拟光源光源是模拟器中最能体现技术含量的部分。
目前商业化太阳模拟器分为两类，一类是稳态模拟器(例如滤光氙灯,双色滤光钨灯-ELH灯或改进的汞灯),这类模拟器适用于单体电池和小尺寸组件的测试.另一类是脉冲模拟器,由一个或者两个长弧氙灯组成，这类模拟器在大面积范围内的辐照均匀度好，适合大尺寸组件的测试。
如何精准测量第三代(有机、染料敏化、钙钛矿)太阳能电池
如何精准测量第三代(有机、染料敏化、钙钛矿)太阳能电池随着电池材料的日新月异，有别于传统晶硅电池，新型电池在测试或评价方法上，比传统晶硅电池有更严谨的测试要求。
本文将介绍第三代太阳能电池之最大功率测量方法，提供一标准的测试方法来达到更精确的结果。
由测试光源的光谱和电池间的光谱响应来计算和标准测试条件STC下AM1.5G光谱的差异；经由此方法来选择合适的标准电池，再利用此标准电池来标定太阳模拟器标准光强，减少测试误差及不确定度。
1. 简介有机太阳电池OPV、染料敏化太阳电池DSSC及钙钛矿Perovskite(PVK) 研究在近几年来有跃进式的发展，目前有不少研究单位研究出转换效率突破10%的电池结构，且效率持续增加中，但其测试方式却不同于较成熟的晶硅电池。
由于此类电池材料对光的反应不如晶硅电池快，所以测试上必需考虑测试的反应时间，才能真正有效测量电池效率；另一个很重要的原因在测试前模拟光源的光强校准，因为OPV/DSSC/PVK和晶硅参考电池其光谱响应有很明显的差异，也就是光谱失配，所以必需透过光谱失配修正后才能进行光强校准。
选择合适的标准电池能减小(忽略)和待测电池的光谱失配，才不会造成测量上的误差。
2. 光谱失配修正在国际规范IEC 60904-9清楚定义评价太阳模拟器等级的方式，对于最大功率量测时的辐照度，使用标准电池来标定测试时的辐照度，但太阳模拟器光谱和标准测试条件AM 1.5G光谱必然的存在光谱误差，即使是等级A的太阳模拟器，仍有近±25%的误差。
而标准电池和待测样品的光谱响应若不同时，则必需透过IEC 60904-7计算光谱失配来修正辐照度。
如图一，以OPV为例，太阳模拟器光谱和电池的光谱响应图。
图一、太阳模拟器光谱和电池的光谱响应图IEC 60904-7 提供了一光谱失配的方法如式(1)，MM =∫E ref (λ)S ref (λ)dλ∫E meas (λ)S sample (λ)dλ∫E meas (λ)S ref (λ)dλ∫E ref (λ)S sample (λ)dλ(1)其中E ref (λ)是参考的光谱辐照度，较常用的光谱也就是AM 1.5G ；E meas (λ)是测试时，当下光源的光谱；S ref (λ)是用来标定模拟器光强的标准电池光谱响应；S sample (λ)是待测电池的光谱响应。
太阳能组件测试标准条件
C-Si 太阳电池工作原理
光子 上电极 减反膜 A PN结 N P V RL
下电极
理想太阳电池：方程及其等效电路
IPh – 光电流 (A), IS – 反向饱和电流 (A) (近似:10-8/m2), V – 二极管压降 (V), VT – 热电压 （VT = 25.7 mV, T= 25°C）, m – 二极管理想因子 = 1...5
AM1.5G和 AM1.5G和AM1.5D
AM1.5G： Global-全辐射（直射+散射） AM1.5D： Direct – (仅有直射) AM1.5D 比 AM0 少≈ 28% （18%吸收，10%散射） AM1.5D 比 AM1.5G 少≈ 10%
AM0, AM1.5D, AM1.5G
AM0：
– 太阳辐射穿过大气层到达地面时，大气中空气分子、水蒸气和尘埃等对
太阳辐射吸收、反射和散射，结果：
使辐射强度减弱， 改变辐射的方向 改变辐射的光谱分布。 – 实际到达地面的太阳辐射则由直射 漫射两部分组成。 直射和漫射 直射 漫射 直射是指直接来自太阳其辐射方向不发生改变的辐射， 漫射则是被大气反射和散射后方向发生了改变的太阳辐射，它由三部分组 成：太阳周围的散射，地平圈散射，及其他天空散射。 另外，非水平面也接收来自地面的反射辐射。
I-V曲线 ∽ 电池光电转换效率
PMPP G • cell area
太阳能电池效率
P 功率单位：W G 辐射能：W/m2 Cell Area 面积： m2
η =
I-V曲线 ∽ 测试温度
特性曲线随着使用温度变化。 太阳电池 I-V 特性曲线随着使用温度变化。 对于晶体硅电池：
– – –
每°C度 每°C度 每°C度
太阳能电池的测试条件与太阳模拟器共28页30页PPT
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
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3.5 地面用硅太阳电池组件环境试验概况
3．5．1温度交变 从高温到低温反复交替变化称为温度交变。交变的温度范围规定为— 40+3~+35+2C。凡用钢化玻璃为盖板的组件应交变200次，用优质玻璃作盖板的组 件应交变50次。在进行每项试验前后均应测量电性能参数，并观察试验后外表有列 异常. 3．5．2高温贮存 地面用太阳电池组件应放在85+2C的高温环境下存贮16小时。 3．5．3低温贮存 地面用太阳电池组件应放在—40+3C的低温环境下贮存16小时。
3.1的物理概念：
（1）发光强度 按照1979年第16届国防计量会议（CGPN）确定，以坎德拉（cd）为发光强度 的计量单位。坎德拉是一光源在给定的方向上的光强度，该光源发出频率为 5401012Hz的光学辐射，且在此方向上的辐射强度为1/683WSr-1 （2）光通量 光通量的单位是流明（lm），它用来计量所发出的总光量，发光强度为1cd的 点光源，向周围空间均匀发出4流明的光能量。 （3）光强度 指照射于一表面的光强度，它用勒克斯（lx）作为单位，当1lm光通量的光强射到 1m2面积上时，该面积所受的光照度（简称照度）就是1lx。 （4）辐射度 通常称为光强，即入射到单位面积上的光功率，单位是W/m2或mw/cm2。
3．5．4恒定湿热贮存
地面用太阳组件应放应相对湿度为90~95%，温度为40+2C的湿热环境下存放4 天。试验结束电性能测试及外观检查绝缘电阻，小于1M者为不合格。
3．5．5振动、冲击
3．5．6盐雾试验 在近海环境中使用的太阳电池组件应进行此项试验，即在温度35+2C5% 氯化钠水溶液的雾气中贮存96小时后，检查外观、最大输出功率及绝缘电阻。
I T , AM 1.5 iT , AM 1.5 ( )d ,
B(λ)－1定义为光谱，它表示太阳模拟器光谱辐照度еsim(λ)和AM1.5的光谱辐照 度。 еAM1.5(λ)的相对偏差：
esim ( ) e AM 1.5 ( ) B( ) 1 e AM 1.5
即
:
esim ( ) B( ) e AM 1.5 ( )
3.4太阳电池组件测试方法
3.4.1组件的额定工作温度(NOCT) 组件的额定工作温度和它的实际工作温度tr以及环境温度te之间有如下的经验公式：
t r te
NOCT 20 E
80
(3.4.1)
式中E为测量时的实际辐照度。 以下是一组参考（NOCT）：
3.4.2绝缘电阻的测量
太阳能电池的测试
研保部
太阳电池制造过程10-测试分选
通过模拟太阳灯 光照射到电池片 表面 测试太阳电池的 电性能参数
光强：1000W/m2
光谱分布：AM1.5
电池温度：25℃
太阳电池电性能参数
太阳电池的电 性能参数： Isc、Voc Imp Vmp、 Pmax、 Rs、Rsh、 FF、EFF
太阳电池电性能参数
3．3．3光谱失配误差计算
光谱失配误差=
F
0
T , AM 1.5
( ) FS , AM 1.5 ( )B( ) 1d
(3.3.1)
式 (3.3.1)中：FT , AM1.5 ( ) FS , AM1.5 ( )
分别是被测电池（T）和标准电池（S）在AM1.5状态下的相对光谱电流，即光 谱电流i(λ)与短路电流I之比：
3．5．7冰雹试验 模拟冰雹试验所用的钢球重227+2g，下落高度视组件盖板材料而定，钢化玻 璃：高度100cm，优质玻璃：50cm。向太阳电池组件中心下落 1次。 3．5．8地面太阳光辐照试验 此项试验应在模拟地面太阳光辐照试验箱中进行。模拟太阳光应垂直照射组件，辐照 度为1.12KW+10%，并具有地面阳光光谱分布。每24小时为一周期，光照20小时，温 度55C，停照4小时，温度为25C。每小时喷水5分钟，持续进行18个月。最大输出功 率下降不得超过10%。 3．5．9扭弯试验 在15~35C的室温环境下，将太阳电池组件的三个角固定。另一角安装在扭弯测试仪 上，使组件的一个短边扭转1.2，试验完毕检查外观及电性能。
太阳能模拟器分类
• 1.稳态太阳模拟器 • 2.脉冲式太阳模拟器
类型 定义 工作时输出的 辐照度稳 定不变 优点 缺点 光学系统和供电 系统复杂庞 大 适合
稳态
连续照射稳定标准 太阳光
制造小面积太 阳模拟器
脉冲
毫秒量级脉冲 发光
瞬间功率大
采集系统复杂
大面积测量
标准测试条件：标准太阳光（光谱和辐照 度）、标准温度 光谱取决于电光源种类和滤光、反光系统 辐照度可以用标准太阳电池短路电流的标定 值来校准。 为了减少光谱失配误差，模拟阳光的光谱应 尽量接近标准阳光光谱，或选用和被测量 电池光谱响应基本相同的标准太阳电池。
辐照不均匀度＝±（最大辐照度－最小辐照度）/（最大辐照度＋最小辐照度）×100 ％ 在测量单体电池时，辐照不均匀度应使用不超过待测电池面积1/4的检测电池来检测。 在测量组件时，应使用不超过待测组件面积1/10的检测电池来检测。 3．3．2辐照不稳定的检测
辐照不稳定度＝±（最大辐照度－最小辐照度）/（最大辐照度＋最小辐照度）
I SR I 2 I 1 I SC 1 a T2 T1 I MR V2 V1 RS I 2 I 1 KI 2 T2 T1 T2 T1
(3.4.1)
3.3.5室外阳光下测试
(1)测试场地及周围环境 测试场地周围的地面空旷，不遮光。反光及散光的任何物体。测试场地周围地面 上应无高反射的物体，如冰雪、白灰和亮沙子等。 (2)气候及阳光条件 天气及晴朗，太阳周围无云。 (3)安装要求被测电池、标准电池应安装在同一平面上，并尽量靠近，测试平面的 法线和入射光线的夹角应不大于5
所规定的测试项目中，开路电压和短路电流可以用电直接测量，其它参数从伏安特 性求出。
3.3.4从非标准测试条件换算到标准测试条件 如果受客观条件限制，只能在非标准条件下测量， 则测试结果应转换为STC条件。 电流和电压换算公式: 当测试温度、辐照度和标准测试条件不一致时， 可用以下换算公式校正到标准测试条件：
精密太阳能模拟器
脉冲氙灯
脉冲氙灯
短时间光强强，光谱特征比 稳态氙灯好，可以得 到大面积均匀光斑
3.3 单体太阳电池测试
图29 测量伏安特性的电路框图
3.3.1测试项目
3.3.2电性能测试的一般规定
标准规定地面标准阳光光谱采用总辐射的AM1.5标准阳光光谱。 地面阳光的总辐照度规定为1000 w/m2。
iT , AM 1.5 ( ) FT , AM 1.5 ( ) iT , AM 1.5 ( )d I T , AM 1.5 FS , AM 1.5 ( ) i S , AM 1.5 ( )
iT , AM 1.5 ( )
i
S , AM 1.5
( )d
iS , AM 1.5 ( ) I S , AM 1.5 I S , AM 1.5 iS , AM 1.5 ( )d
（5）函数记录仪 函数记录仪有于记录太阳电池的伏安特性曲线。函数记录仪的精密应不低于0.5级。 对函数记录仪内阻的要求和对电压表内阻的要求相同。 （6）温度计 温度计或测温系统的仪器误差应不超过+0.5C测量系统的时间响应不超过1秒。测 量探头的体积和形状应保证它能尽量靠近太阳电池的pn结安装。 （7）室内测试光源 辐照度、辐照和均匀度、稳定度、准直性及光谱分布均应符合一定的要求。
转换效率（η）：
Im Vm Pin
3.1太阳模拟器
3.1.1概述
太阳电池是将太阳能转变成电能的半导体器件，从应用 和研究的角度来考虑，其光电转换效率、输出伏安特性曲 线及参数是必须测量的，而这种测量必须在规定的标准太 阳光下进行才有参考意义。如果测试光源的特性和太阳光 相差很远，则测得的数据不能代表它在太阳光下使用时的 真实情况，甚至也无法换算到真实的情况，考虑到太阳光 本身随时间、地点而变化，因此必须规定一种标准阳光条 件，才能使测量结果既能彼此进行相对比较，又能根据标 准阳光下的测试数据估算出实际应用时太阳电池的性能参 数。
标准测试温度规定为25C
对定标测试，标准测试温度的允许差为+ 1C。对非定标准测试，标准测试温度允 许差为+2C。
如受客观条件所限，只能在非标准条件下进行测试，，则必 须将测量结果换算到标准测试条件。
3.3.3测量仪器与装置
（1）标准太阳电池 标准太阳电池用于校准测试光源的辐射照度。
对AM1.5工作标准太阳电池作定标测试时，用AM1.5二级标准太阳电池 校准辐射度。 在非定标测试中，一般用AM1.5工作标准辐照度，要求时用AM1.5级标 准太阳电池。
3.1.2.2辐照度及其均匀性 对空间应用，规定的标准辐照度为1367w/m2（另一种较早的标准规定为1353 w/m2），对地面应用，规定的标准辐照度为1000 w/m2。实际上地面阳光和很多 复杂因素有关，这一数值仅在特定的时间及理想的气候和地理条件下才能获得。 地面上比较常见的辐射照度是在600~900 w/m2范围内，除了辐照度数值范围以 外，太阳辐射的特点之一是其均匀性，这种均匀性保证了同一太阳电池方阵上各 点的辐照度相同。 3.1.2.3光谱分布 太阳电池对不同波长的光具有不同的响应，就是说辐照度相同而光谱成分不 同的光照射到同一太阳电池上，其效果是不同的，太阳光是各种波长的复合光， 它所含的光谱成分组成光谱分布曲线，而且其光谱分布也随地点、时间及其它条 件的差异而不同，在大气层外情况很单纯，太阳光谱几乎相当于6000K的黑体辐 射光谱，称为AMO光谱。在地面上，由于太阳光透过大气层后被吸收掉一部分， 这种吸收和大气层的厚度及组成有关，因此是选择性吸收，结果导致非常复杂的 光谱分布。而且随着太阳天顶角的变化，阳光透射的途径不同吸收情况也不同。 所以地面阳光的光谱随时都在变化。因此从测试的角度来考虑，需要规定一个标 准的地面太阳光谱分布。目前国内外的标准都规定，在晴朗的气候条件下，当太 阳透过大气层到达地面所经过的路程为大气层厚度的1.5倍时，其光谱为标准地 面太阳光谱，简称AM1.5标准太阳光谱。此时太阳的天顶角为48.19，原因是这 种情况在地面上比较有代表性。