太阳能电池组件培训
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性能与入射光的光谱密切相关。
对于波长的单位辐照度所产生 的电池短路电流的标准值。既 对应某个波张有一个光谱响应 的最大值（A/W）,而其他波 长的实际光谱响应值与最大值 之比被定义为纵坐标值，这就 是相对光谱响应。
光伏器件的光谱响应
3
基础知识：
1.5太阳电池温度效应和等效电路 在确定的入射光谱和辐照度下，太阳电池的工作温度 对其输出性能有显著的影响。短路电流随温度的上升 而略微增加，开路电压和最大功率会随着温度上升而 显著下降。
光谱辐照度分布：AM1.5 组件温度：25 ℃ 辐照度：1000W ·m-2
额定电气参数和标准I-V特性：
2.1AM1.5含义
IEC 60904-3对标准太阳能光 谱辐照度分布AM1.5如下描 述：它是太阳光总得分布| （直射+漫射），并对应于 一个综合辐照度1000W-2入 射与水平成37 ℃夹角的阳面 表面，同时考虑了大气套件 下精致无遮蔽的反照率与波
基础知识：
1.3太阳能光谱
Spectral Irradiance(W/m2/nm)
UVC:100-290nm Visible:400-750 UCB:290-320nm Infared:750nnm-1mm UVA:320-400nm
wavelength(nm)
基础知识：
1.4太阳能光谱
太阳电池的光谱响应是指太阳 能电池的光电转换特性与其入 射光波长得对应关系。由于这 种依赖关系，使得太阳能电池
模拟器种类：
典型脉冲太阳模拟器
模拟器种类：
4.2光谱匹配： 它反应与标准太 阳能光谱偏差， 使用6个波长分段 的辐照度比例来 对模拟器太阳光 进行光谱匹配性 的测量。
全球参考太阳能分布
Байду номын сангаас
模拟器的光谱匹配测量
模拟器种类：
模拟器的光谱匹配测量
模拟器种类：
测试平面上得辐照度不均匀性 U:测试平面上辐照度不均匀性 （％）
模拟器种类：
4.1太阳能模拟器的组成和种类 太阳能模拟器通常包含以下三个主要部分 1.光源及其供电装置 2.对模拟器进行操作控制系统、数据采集以及处理系统。 3.有些还包括了用于调节模拟器辐照度级别（改变辐照度大小而保 持光谱不变）的过滤器装置或相应的光源供电控制装置。 太阳能模拟器种类： 1.稳态型太阳能模拟器 可以发出持续稳定的光照，大面积稳态模 拟器。 2.单脉冲太阳能模拟器 一次闪光完成I-V特性测量的所有工作点数 据采集。 3.多脉冲太阳能模拟器 每次闪光完成I-V特性测试的一个或工作点 的数据采集。
长相关性。
AM1.5 标准太阳光辐照分布
额定电气参数和标准I-V特性：
由于大自然太阳光的光谱辐照度分布会随着地理位置、 气候、季节和时间等因素而不同；模拟太阳光的光谱辐 照度分布技术条件的限制工作状态不同，要在现AM1.5 标准太阳辐照度分布，是比较困难工作。 生产线上得光伏组件I-V测试通常采用“对比法”，既 在一个近似STC条件测试组件，同时被参考组件、或电 池（其短路电流在AM1.5,光谱辐照度和25 ℃ 和温度已 标定，最好还具有具有AM1.5光谱电流和电压温度系数） 来测量对应的实际测量条件辐照度，同时考虑到参数组 件、参考电池和被测组件实际测量温度，将被测的原始 I-V特性数据修正到STC条件的数据。
太阳能电池典型等效电路
基础知识：
1.6太阳电池组件I-V曲线
在实际太阳能领域中，为 了保护电池片将其进行封 装成组件来应用。理想状 态下，组件中电池电流、 电压特性曲线与电池的电 流、电压应具有对应的形 状，只是曲线对应的坐标 轴会有差别，而实际情况 下，组件中的电池互相间 有略微不同的特性，在加 上辐照度的不均匀和电器 连接接触电阻等因素的影 响，组件曲线不完全是电 池曲线的坐标变化。
1.由于光伏组件的光电转换具有光谱响应现象，其及I-V 特性与组件电池温度和所照射的辐照度大小有关，因此 描述光伏组件的I-V特性，需要与光谱辐照度分布、组件 温度和照度大小情况对应。
为了能够确定地面用光伏组件的额定电气参数，是不同 光伏组件（电池技术不同、数量不同、内部电路不同） 的电气进行对比，国际电工委员会描述“标准测试条 件”STC:
基础知识：
1.2光谱和辐照度
光是什么?
物理学理论已对光的本质作了完美的描述，简单地说光既是粒 子又是波，它同时具有这两种对立而互补（统一）的特性。
什么事光谱和辐照度? 光谱是把光当作波处理的产物，既不同波长组成的电磁波谱 的一部分；光谱反应了波长从极小的变化范围内单位面积的 辐照功率。该量纲也被定义为光谱辐照度(W ·m-2 ·nm-1)。 光的辐照度是以单位的辐照功率来表示的(W ·m-2 )，某一波 长范围内的辐照度是该波长范围内光谱辐照度的积分
光伏电池组件I-V曲线图
基础知识：
1.7电池I-V特性分析与组件I-V特性分析 常见组件有电池串联而 成其I-V特性曲线由各 个电池在同坐标合成电 流值所对应每个电池输 出电压求和得到。 V ＝V1+V2+…
电池串联后合成输出特 性和单个电池输出特性
之间示意图。
基础知识：
Isc
Rs
Rs1 Imp
Rs2
Rs2＞ Rs1 ＞ Rs
Vmp Voc
V
组件内部串联电阻的变化对I-V特性影响
基础知识：
Isc Rsh Pmax
Imp
Rsh1
Rsh2 ＜ Rsh1 ＜ Rsh
Rsh2
Vmp Voc
V
组件内部并联电阻的变化对I-V特性影响
基础知识：
正常组件I-V曲线图
额定电气参数和标准I-V特性：
2.1标准测试条件
模拟器种类：
角落位置 边界位置
探测器件放置位置
中间位置
模拟器种类：
短暂不稳定性： 与I-V特性曲线上同一点 （ii, Vi, Gi）测量的同步 性有关，如果系统采用 三个独立的数据采样通 道或采样时刻差异小于 10ns,暂不稳定性可以被 忽略。
目录：
I-V测试特性基础知识 标准测试条件 模拟器种类及数据处理 测试注意事项
基础知识：
1.1光伏电池I-V特性 I Isc
Imp
Pmax
1.太阳电池在一个确定 工作温度、确定的入 射光光谱和辐照度下， 当其负载变化时的输 出电流和输出电压之 间的相互关系.
Vmp Voc V 光伏电池I-V特性
对于波长的单位辐照度所产生 的电池短路电流的标准值。既 对应某个波张有一个光谱响应 的最大值（A/W）,而其他波 长的实际光谱响应值与最大值 之比被定义为纵坐标值，这就 是相对光谱响应。
光伏器件的光谱响应
3
基础知识：
1.5太阳电池温度效应和等效电路 在确定的入射光谱和辐照度下，太阳电池的工作温度 对其输出性能有显著的影响。短路电流随温度的上升 而略微增加，开路电压和最大功率会随着温度上升而 显著下降。
光谱辐照度分布：AM1.5 组件温度：25 ℃ 辐照度：1000W ·m-2
额定电气参数和标准I-V特性：
2.1AM1.5含义
IEC 60904-3对标准太阳能光 谱辐照度分布AM1.5如下描 述：它是太阳光总得分布| （直射+漫射），并对应于 一个综合辐照度1000W-2入 射与水平成37 ℃夹角的阳面 表面，同时考虑了大气套件 下精致无遮蔽的反照率与波
基础知识：
1.3太阳能光谱
Spectral Irradiance(W/m2/nm)
UVC:100-290nm Visible:400-750 UCB:290-320nm Infared:750nnm-1mm UVA:320-400nm
wavelength(nm)
基础知识：
1.4太阳能光谱
太阳电池的光谱响应是指太阳 能电池的光电转换特性与其入 射光波长得对应关系。由于这 种依赖关系，使得太阳能电池
模拟器种类：
典型脉冲太阳模拟器
模拟器种类：
4.2光谱匹配： 它反应与标准太 阳能光谱偏差， 使用6个波长分段 的辐照度比例来 对模拟器太阳光 进行光谱匹配性 的测量。
全球参考太阳能分布
Байду номын сангаас
模拟器的光谱匹配测量
模拟器种类：
模拟器的光谱匹配测量
模拟器种类：
测试平面上得辐照度不均匀性 U:测试平面上辐照度不均匀性 （％）
模拟器种类：
4.1太阳能模拟器的组成和种类 太阳能模拟器通常包含以下三个主要部分 1.光源及其供电装置 2.对模拟器进行操作控制系统、数据采集以及处理系统。 3.有些还包括了用于调节模拟器辐照度级别（改变辐照度大小而保 持光谱不变）的过滤器装置或相应的光源供电控制装置。 太阳能模拟器种类： 1.稳态型太阳能模拟器 可以发出持续稳定的光照，大面积稳态模 拟器。 2.单脉冲太阳能模拟器 一次闪光完成I-V特性测量的所有工作点数 据采集。 3.多脉冲太阳能模拟器 每次闪光完成I-V特性测试的一个或工作点 的数据采集。
长相关性。
AM1.5 标准太阳光辐照分布
额定电气参数和标准I-V特性：
由于大自然太阳光的光谱辐照度分布会随着地理位置、 气候、季节和时间等因素而不同；模拟太阳光的光谱辐 照度分布技术条件的限制工作状态不同，要在现AM1.5 标准太阳辐照度分布，是比较困难工作。 生产线上得光伏组件I-V测试通常采用“对比法”，既 在一个近似STC条件测试组件，同时被参考组件、或电 池（其短路电流在AM1.5,光谱辐照度和25 ℃ 和温度已 标定，最好还具有具有AM1.5光谱电流和电压温度系数） 来测量对应的实际测量条件辐照度，同时考虑到参数组 件、参考电池和被测组件实际测量温度，将被测的原始 I-V特性数据修正到STC条件的数据。
太阳能电池典型等效电路
基础知识：
1.6太阳电池组件I-V曲线
在实际太阳能领域中，为 了保护电池片将其进行封 装成组件来应用。理想状 态下，组件中电池电流、 电压特性曲线与电池的电 流、电压应具有对应的形 状，只是曲线对应的坐标 轴会有差别，而实际情况 下，组件中的电池互相间 有略微不同的特性，在加 上辐照度的不均匀和电器 连接接触电阻等因素的影 响，组件曲线不完全是电 池曲线的坐标变化。
1.由于光伏组件的光电转换具有光谱响应现象，其及I-V 特性与组件电池温度和所照射的辐照度大小有关，因此 描述光伏组件的I-V特性，需要与光谱辐照度分布、组件 温度和照度大小情况对应。
为了能够确定地面用光伏组件的额定电气参数，是不同 光伏组件（电池技术不同、数量不同、内部电路不同） 的电气进行对比，国际电工委员会描述“标准测试条 件”STC:
基础知识：
1.2光谱和辐照度
光是什么?
物理学理论已对光的本质作了完美的描述，简单地说光既是粒 子又是波，它同时具有这两种对立而互补（统一）的特性。
什么事光谱和辐照度? 光谱是把光当作波处理的产物，既不同波长组成的电磁波谱 的一部分；光谱反应了波长从极小的变化范围内单位面积的 辐照功率。该量纲也被定义为光谱辐照度(W ·m-2 ·nm-1)。 光的辐照度是以单位的辐照功率来表示的(W ·m-2 )，某一波 长范围内的辐照度是该波长范围内光谱辐照度的积分
光伏电池组件I-V曲线图
基础知识：
1.7电池I-V特性分析与组件I-V特性分析 常见组件有电池串联而 成其I-V特性曲线由各 个电池在同坐标合成电 流值所对应每个电池输 出电压求和得到。 V ＝V1+V2+…
电池串联后合成输出特 性和单个电池输出特性
之间示意图。
基础知识：
Isc
Rs
Rs1 Imp
Rs2
Rs2＞ Rs1 ＞ Rs
Vmp Voc
V
组件内部串联电阻的变化对I-V特性影响
基础知识：
Isc Rsh Pmax
Imp
Rsh1
Rsh2 ＜ Rsh1 ＜ Rsh
Rsh2
Vmp Voc
V
组件内部并联电阻的变化对I-V特性影响
基础知识：
正常组件I-V曲线图
额定电气参数和标准I-V特性：
2.1标准测试条件
模拟器种类：
角落位置 边界位置
探测器件放置位置
中间位置
模拟器种类：
短暂不稳定性： 与I-V特性曲线上同一点 （ii, Vi, Gi）测量的同步 性有关，如果系统采用 三个独立的数据采样通 道或采样时刻差异小于 10ns,暂不稳定性可以被 忽略。
目录：
I-V测试特性基础知识 标准测试条件 模拟器种类及数据处理 测试注意事项
基础知识：
1.1光伏电池I-V特性 I Isc
Imp
Pmax
1.太阳电池在一个确定 工作温度、确定的入 射光光谱和辐照度下， 当其负载变化时的输 出电流和输出电压之 间的相互关系.
Vmp Voc V 光伏电池I-V特性