晶体硅光伏电池的标准测试

第 棽棽 卷 暋 第 椂 期 棽棸棻棿年椂月暋 暋
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暋 光学 精密工程
暋斚旔旚旈斻旙斸旑斾斝旘斿斻旈旙旈旓旑斉旑旂旈旑斿斿旘旈旑旂
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暋 斒旛旑棶棽棸棻棿
文 章 编 号 暋棻棸棸棿灢椆棽棿斬棬棽棸棻棿棭棸椂灢棻椀棻椃灢棸椃
晶体硅光伏电池的标准测试
棾暋 测 量 结 果 与 讨 论
棾棶棻暋 模 拟 太 阳 光 平 面 不 均 匀 度 测 试 标准电池 面 积 为 棿斻旐棽棳选 择 光 斑 内 均 匀 分
布的椆个位置棳将 标 准 电 池 置 于 光 斑 内 范 围 内 不
同位 置 上棳分 别 测 量 桇 和 电 学 参 数暎 不 确 定 度 的 计算公式为椇
斢旚斸旑斾斸旘斾旐斿斸旙旛旘斿旐斿旑旚旓旀斻旘旟旙旚斸旍旙旈旍旈斻旓旑旙旓旍斸旘斻斿旍旍旙
斱斎斚斦斒旈斸旑棻灣 棳斅斏斄斘斒旈斿灢旟旛棻棳棽棳斕斏斎旓旑旂灢旀斿旈棻棳棽棳斕斏斦 斮旛灢斻旇斿旑旂棻棳 斞斏斄斚 斮旈旑旂灢旙旇旛旓棻棳棽棳斮斏斮斸灢旙旇斸棻棳棾棳棿棳斕斏斦 斢旇旈灢旟旓旑旂椀棳斕斏斦 斱旇斿旑旂灢旞旈旑棻
棽暋 实 验 部 分
暋暋被 测 样 品 为 棻棽椀 旐旐暳棻棽椀 旐旐 单 晶 硅 太 阳 能电池棳测 试 前 先 将 电 池 在 模 拟 光 源 下 老 化 棾棸 旐旈旑暎用于校 正 的 标 准 电 池 为 斄斏斢斣 斄斔灢棽棸棸棳面 积为棿斻旐棽棳旙斻椊棻棾棸棶棾棻 旐斄棳棽椀 曟 棬暲 棻 曟棭棳扩 展 不 确 定 度 棬斉旞旚斿旑斾斿斾 斠斸旍斸旚旈旜斿 斦旑斻斿旘旚斸旈旑旚旟棳 斉斠斦棭为棸棶椆棸棩棳编号为斒斏斢斆椄椆棸棿灢棽棳校准时间 为 斚斻旚旓斺斿旘棻棽棳棽棸棻棻暎采 用 标 准 电 池 对 光 源 进 行 校 准棳标 准 电 池 放 置 在 光 斑 中 心 位 置棳校 准 至 旙斻椊 棻棾棸棶棾棻旐斄棳棽椀 曟暎
旈旑旂旔旘旓斻斿斾旛旘斿旓旀斸旇旈旂旇斿旀旀旈斻旈斿旑斻旟斻旘旟旙旚斸旍旍旈旑斿旙旈旍旈斻旓旑旙旓旍斸旘斻斿旍旍旝斸旙旔旘旓旔旓旙斿斾斸旑斾旚旇斿斿旞旚斿旑旙旈旓旑旚斿旙旚旛旑灢
斻斿旘旚斸旈旑旚旟旓旀棾棶椆棿棩 旝斸旙斾斿旘旈旜斿斾旛旑斾斿旘旚旇斿斻旓旑斾旈旚旈旓旑旙旓旀斿旞旈旙旚旈旑旂旍斸斺旓旘斸旚旓旘旟 旐斿斸旙旛旘斿旐斿旑旚 棶斅斸旙斿斾旓旑斸 斻旓旐旔斸旘旈旙旓旑旚旓斻旓旑旜斿旑旚旈旓旑斸旍旙旓旍斸旘斻斿旍旍旚斿旙旚斾斸旚斸棳旚旇斿斻旓旑旜斿旑旚旈旓旑斸旍斻斿旍旍旚斿旙旚旈旑旂 旐斿旚旇旓斾 旝斸旙旈旐旔旘旓旜斿斾棳 斸旑斾旚旇斿旛旑斻斿旘旚斸旈旑旚旟旓旀旐斿斸旙旛旘斿旐斿旑旚旝斸旙旘斿斾旛斻斿斾斺旟棸棶棻椆棩 棶斊旈旑斸旍旍旟棳斸旙旚斸旑斾斸旘斾旚斿旙旚旈旑旂旔旘旓斻斿斾旛旘斿旀旓旘 斸斾旓旛斺旍斿灢旙旈斾斿斻斿旍旍旝斸旙旔旘旓旔旓旙斿斾棳旝旇旈斻旇旔旘旓旜旈斾斿旙斸旘斿旀斿旘斿旑斻斿旀旓旘旓旚旇斿旘旘斿旍斸旚斿斾斻斿旍旍旐斿斸旙旛旘斿旐斿旑旚旙棶 斔斿旟旝旓旘斾旙椇旙旈旍旈斻旓旑旙旓旍斸旘斻斿旍旍椈旐斿斸旙旛旘斿旐斿旑旚旙旚斸旑斾斸旘斾椈旙旓旍斸旘旍旈旂旇旚旙旈旐旛旍斸旚旓旘椈旐斿斸旙旛旘旈旑旂旛旑斻斿旘旚斸旈旑旚旟
棻暋 引 暋 言
暋暋太阳 电 池 的 标 准 测 试 是 以 标 准 太 阳 光 为 基 准棳模拟太 阳 光 源 棬斢旓旍斸旘斢旈旐旛旍斸旚旓旘棭作 为 测 量 基 准棬斢旚斸旑斾斸旘斾 斣斿旙旚斆旓旑斾旈旚旈旓旑棭进 行 的 精 确 测 试暎 地球表面 上 使 用 的 太 阳 电 池 通 常 用 棬斄斖棻棶椀棳棻 棸棸棸 斪棷旐棽棳棽椀 曟棭来测量暎太阳电池标准测量是 一个国家发 展 光 伏 产 业 战 略 的 起 点暎 多 年 来棳发 达国家纷纷建立 了 太 阳 电 池 标 准 测 试 机 构棳为 光 伏企业和科研机 构 提 供 标 准 测 试 服 务棳并 参 与 制 定斏斉斆 国际 标 准棳为 本 国 的 产 业 发 展 赢 得 先 机暎 目前棳只有美国可再生 能 源 实 验 室棬斘斠斉斕棭暍德 国 联邦物理技术研究所棬斝斣斅棭和日本产业技 术 综 合 研究所棬斄斏斢斣棭具有一级太阳电池标 准 测 试 职 能暎 另 外棳德 国 斊旘斸旛旑旇旓旀斿旘斏斢斉棳美 国 斦斕棳日 本 斒斉斣 等 机 构 具 有 二 级 标 准 测 试 职 能 暎 近 年 来 棳印 度 棳韩 国棳新 加 坡棳台 湾 通 过 国 际 合 作棳已 建 立 或 正 在 建 立太阳电池标准测试平台 暎 椲棻灢椀椵
椀棶上海交通大学棳上海 棽棸棸棽棿棸棭
摘要椇为了建立太阳电池的标准测试规范流程棳对影响太阳电池标准测试不确定度的各类因素进行了评 价 和 筛 选暎基 于 太阳光模拟器暍分光感度仪暍斏斨 测试仪暍标准太阳电池等二级 太 阳 电 池 标 准 测 试 设 备 与 器 件棳开 展 了 多 项 标 准 测 试 技 术 的研究暎对电池测量过程中太阳电池模拟光源的空间不均匀 性暍时 间 不 稳 定 性暍仪 器 测 量 重 复 性暍扫 描 方 向 导 致 的 不 确 定度暍电池反射率和透射率暍面积测量不确定度暍量子效率等各类影响因素进行了测量棳给出了高效晶体硅 太 阳 电 池 测 量 不确定度的测量流程棳最终导出在现有实验室测量条件下 的 扩 展 测 量 不 确 定 度 为暲棾棶椆棿棩暎基 于 对 常 规 太 阳 电 池 测 试 数据的比较棳对常规电池测量方法进行了改进棳将测量不确定度降低 了 棸棶棻椆棩暎最 后棳提 出 了 双 面 电 池 的 精 确 测 试 流 程 和 方 法 棳为 其 它 双 面 光 电 池 的 标 准 化 测 量 提 供 了 借 鉴 暎 关 暋 键 暋 词 椇硅 太 阳 电 池 椈测 试 标 准 椈太 阳 光 模 拟 器 椈测 量 不 确 定 度 中 图 分 类 号 椇斣斖椆棻棿棶棿棻暋 暋 文 献 标 识 码 椇斄暋 暋斾旓旈椇棻棸棶棾椃椄椄棷斚斝斉棶棽棸棻棿棽棽棸椂棶棻椀棻椃
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斄斺旙旚旘斸斻旚椇斣旓斺旛旈旍斾斸旙旚斸旑斾斸旘斾旚斿旙旚旙旔斿斻旈旀旈斻斸旚旈旓旑旀旓旘旙旓旍斸旘斻斿旍旍旙棳旜斸旘旈旓旛旙旊旈旑斾旙旓旀斸旀旀斿斻旚旀斸斻旚旓旘旙旓旑旚旇斿旀旈灢 旑斸旍旛旑斻斿旘旚斸旈旑旚旟旓旀旙旓旍斸旘斻斿旍旍旙旚斸旑斾斸旘斾旚斿旙旚旙旝斿旘斿斿旜斸旍旛斸旚斿斾斸旑斾旙斿旍斿斻旚斿斾棶斅斸旙斿斾旓旑旚旇斿旙斿斻旓旑斾斸旘旟旙旓旍斸旘 斻斿旍旍旙旚斸旑斾斸旘斾旚斿旙旚斿旕旛旈旔旐斿旑旚斸旑斾斾斿旜旈斻斿旙棳旙旛斻旇斸旙旙旛旑旙旈旐旛旍斸旚旓旘棳旙旔斿斻旚旘斸旍旙斿旑旙旈旚旈旜旈旚旟棳斏斨旚斿旙旚斿旘斸旑斾 旙旚斸旑斾斸旘斾旙旓旍斸旘斻斿旍旍旙棳旙斿旜斿旘斸旍旊旈旑斾旙旓旀旚斿旙旚旈旑旂旚斿斻旇旑旓旍旓旂旈斿旙 旝斿旘斿旘斿旙斿斸旘斻旇斿斾棶斢旓旐斿斿旀旀斿斻旚旀斸斻旚旓旘旙旈旑 旐斿斸旙旛旘旈旑旂旔旘旓斻斿旙旙旈旑旂旝斿旘斿斾旈旙斻旛旙旙斿斾棳旈旑斻旍旛斾旈旑旂旚旇斿旙旔斸旚旈斸旍旛旑斻斿旘旚斸旈旑旚旟旓旀旙旓旍斸旘斻斿旍旍旙旈旐旛旍斸旚旓旘棳旚斿旐旔旓灢
椊暲
棬斖斸旞棴斖旈旑棭 棬斖斸旞棲斖旈旑棭
虽然我国是世界最大的太阳电池制造和出口 国棳但是至今未有 一 家 与 国 际 接 轨 的 太 阳 电 池 标 准测试机构棳光伏 企 业 和 研 究 机 构 必 须 通 过 国 外 机构进行标准器 件 的 标 定 和 标 准 测 试棳不 仅 花 费 大 量 的 时 间 和 经 费 棳而 且 由 于 缺 少 基 础 数 据 积 累 棳 在国际标准制定 中 很 难 反 映 中 国 的 话 语 权棳致 使 太阳电池标 准 测 试 技 术 进 展 缓 慢暎 因 此棳有 必 要 开展相关的平台建设和技术研究暎
条件棳目的 是 建 设 符 合斏斉斆 国 际 标 准 棬棻椃棸棽椀棭要 求的二级标准测试平台暎
目前我国开展的标准测量研究主要针对太阳 光模拟器设备研 制棳由 于 制 造 光 路 的 设 计 和 制 造 技术有待提高棳样 机 的 光 谱 空 间 不 均 匀 性 普 遍 高 于暲棽棶椀棩棳明 显 高 于 美 国暍日 本 等 发 达 国 家 的 设 备技术指标棳难 以 满 足 我 国 太 阳 电 池 标 准 测 试 研 发要求椲椂椵暎常规的测量容易忽略各类因素导 致 的 不确 定 度棳造 成 较 大 的 设 备 测 量 扩 展 不 确 定 度椲椃灢椆椵棳因此棳有必 要 对 影 响 太 阳 电 池 标 准 测 试 不 确 定 度 的 各 类 因 素 进 行 评 价 棳筛 选 棳形 成 规 范 测 试 流程暎本文 基 于 太 阳 光 模 拟 器暍分 光 感 度 仪暍斏斨 测试仪暍标准太 阳 电 池 等 二 级 太 阳 电 池 标 准 测 试 设备与器件棳开 展 多 项 标 准 测 试 技 术 研 究暎 对 电 池测量过 程 中 太 阳 电 池 模 拟 光 源 的 空 间 不 均 匀 性暍时 间 不 稳 定 性暍测 量 仪 器 测 量 重 复 性暍扫 描 方 向 导 致 的 不 确 定 度 暍电 池 反 射 率 和 透 射 率 影 响 暍面 积测量不确定度暍量 子 效 率 等 各 类 影 响 因 素 进 行 比较研究棳最终 给 出 现 有 测 量 条 件 下 的 测 量 不 确 定度棳为 斎斏斣 电池的精确测试提供了有效 测 量 方 法 棳也 为 双 面 收 光 电 池 的 标 准 化 测 量 提 供 了 借 鉴 暎
测量所用太阳模拟器为日本山下公司生产的
第椂期
暋 暋 暋 暋 暋 暋 暋 周 暋 健 棳等 椇晶 体 硅 光 伏 电 池 的 标 准 测 试
棻椀棻椆
wk.baidu.com
斮斸旐斸旙旇旈旚斸棴斄斄 型设备棳分光光 谱 仪 采 用 日 本 分 光计 器 棬斅旛旑旊旓旛旊斿旈旊旈斆旓棶斕旚斾棶棭公 司 的 斖旓斾斿旍 斆斉斝灢棽椀斖斕椷斆斄斢 型 设 备 暎
棻椀棻椄
暋暋暋暋暋光学暋精密工程暋暋暋暋暋
第 棽棽 卷 暋
旘斸旍旙旚斸斺旈旍旈旚旟棳旐斿斸旙旛旘旈旑旂旘斿旔斿斸旚斸斺旈旍旈旚旟棳旚旇斿旛旑斻斿旘旚斸旈旑旚旟旀旘旓旐旙旝斿斿旔斾旈旘斿斻旚旈旓旑旙棳旚旇斿旘斿旀旍斿斻旚旈旓旑斸旑斾旚旘斸旑旙灢 旔斸旘斿旑斻斿旓旀斻斿旍旍棳旚旇斿旛旑斻斿旘旚斸旈旑旚旟旀旓旘斸旘斿斸斸旑斾斉旞旚斿旘旑斸旍斞旛斸旑旚旛旐 斉旀旀旈斻旈斿旑斻旟 棬斉斞斉棭棶斣旇斿旑棳旚旇斿旐斿斸旙旛旘灢
中科院上海微系统所新能源技术中心具有 高效率太阳电池 的 研 究 开 发 基 础棳是 我 国 唯 一 与 国际三大标准测试机构之一的日 本 斄斏斢斣 正 式 建 立国际合作关系棳开 展 太 阳 电 池 标 准 测 试 技 术 合 作研究的国立研究机构暎目前已从日本引进了人 才 棳购 置 了 二 级 太 阳 电 池 标 准 测 试 设 备 棳组 建 了 研 究团队棳具有了从 事 标 准 测 试 的 技 术 基 础 和 环 境
暋 暋 收 稿 日 期 椇棽棸棻棾灢棻棸灢棻棾椈修 订 日 期 椇棽棸棻棾灢棻棻灢棻椄棶 暋暋基金项目椇中国 科 学 院 重 要 方 向 项 目 棬斘旓棶斔斍斆斬棽灢斮斪灢棾椆椆棲棻棭椈中 国 科 学 院 院 地 合 作 资 助 项 目 棬斘旓棶斮斈斒斈斅斘斒灢
棽棸棻棽灢棸棽椃棭椈上海市 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 棬斘旓棶棻棾斱斠棻棿棿椃棿棸棸棭椈中 国 科 学 院 国 际 合 作 重 点 项 目 棬斘旓棶 斈斪斎斱棽棸棻棽棸椆棾棸棭椈上 海 市 科 委 国 际 合 作 重 点 资 助 项 目 棬斘旓棶棻棽棻椂棸椃棸椂椃棸棸棭
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