浅谈太阳能光伏电池的计量技术

为避 免 在 国 际竞 争 中持 续 处 于 被 动 状 态 ， 国 内 以 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ２ １ ５ ／ Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ６ ４ ６ ／ Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ７ ３ ０等标 准为基 础 ， 建 立 了一
系列太阳能光伏电池及相关仪器 的计量标准 ， 并陆续成 立了相关检测机构如中国电子科技集团公司第十八研究 所， 国家光伏产品质量监督检验中心（ 无锡／ 成都） ， 扬州光电 产品检测中心等， 以确保准确计量， 确保行业健康发展。
《 计量 与阐试技术》 ２百度文库０ １ ４车 第４ １ 卷第３ 期
就是最佳－ ｒ Ｓ ｚ ￣ 压 ， 最佳工作电流 ， ｍ ， 如图 １ 所示。
主要完 成对 电光源 电路 的闪光 脉 冲 的控 制 、 Ｉ —ｖ数 据 的
采集 、 自 动处理、 显示等； 下位机可采用单 片机来进行与 计算 机之 间 的通讯 并 将采 集 到 的测 试 数 据 传 给 上位 机 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ９—０ ９
（ ３ ） 最佳 工作 电压 ， 最佳工作 电流 ， 最 大输 出 功率 Ｐ ｍ
般情况 下 ， 直接求 Ｐ ｍ 会 有一 些麻 烦 ， 所 以， 可 以在 计算机上按照步长 ， 求得每一点的 Ｐ＝／ Ｖ ， 然后直接取其
一
中的最大值就是 Ｐ ｍ 了。这时， 该点所对应的电压和电流也
态 的转变 ， 它的大范 围推广应用可降低我 国温室气体排
放量 ， 起 到 保护 环境 的作 用 。 近年来 ， 我 国的太 阳能光伏 产业 迅速 发展 ， 已经初 步 形 成 了包括 上游 （ 硅料、 硅片 ） 、 中游 （ 太 阳能 电池 片 、 电池 组件） 和下 游 （ 光 伏 电站 等应 用 系 统 ） ， 涉 及 多 晶硅 材 料 、
Ｌ ｉ Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ｂ ｉ ａ ｏ Ｑ ｉ ａ ｎ Ｈ ａ ｏ
１ 背景 和现 状
２ 工作原 理
随着我国国民经济的快速发展 ， 能源消费总量也在
急速 增长 。庞大 的能 源 消费 总 量 给 我 国 的“ 能源 安 全供 应体 系 ” 和“ 环境保 护 工作 ” 带来 了沉重 的压 力 。 在诸 多新 兴 能源 利 用 方式 中 ， 太 阳能 光伏 发 电被认 为是 最有 前 途 的方式 之 一 ， 它 可 以 充分 利 用 我 国丰 富 的
电场 。光生 电场 除了部 分 抵 消势 垒 电场 的作 用外 ， 还使 Ｐ区带正 电 ， Ｎ区带 负 电 ， 在 Ｎ区和 Ｐ区之 间的 薄层 就 产 生 电动势 ， 接 上金 属 电极 ， 电流就 能从 Ｐ区流 出 ， 带 动 负
太阳能辐射资源和土地空间资源 ， 解决能源供应 的资源
瓶 颈 问题 ， 而且 光伏 发 电不 经 历燃烧 过程 ， 不发 生物质 形
测 试系统 的具体 框 图如图 ２所示 。
出 口 盟 —圈一
通 讯 电 片 机
—
测 电
检
路
图 Ｉ 太 阳 能 光伏 电池 的负 载 特 性 曲线
为了保证量值 的统一可靠 ， 根据太 阳能光伏 电池 的
结构 原理 ， 对影 响其性 能 的重 要参 数进 行测量 ， 主要有 以
下几 个 ：
我国的太 阳能光伏产 品主要对外 出 口， 由于受到资 金、 知识和技术等条件的制约， 再加上国内光伏产品的量 值传递体系还没有完善 ， 许多中小企业的参考标准很多 是依靠国外机构的检测 ， 不仅时间周期厂 ， 费用高， 而且 由于不 同 国外 机构使 用 的测 试仪 器 、 测 试条件 不 同 ， 使得 测量 的偏差较大 ， 量值不统一 ， 这对于太阳能光伏产业的
太阳能光伏 电池进行能量转换 的基础是结的光生伏 特效应 ， 其原理是当光照射到 Ｐ Ｎ结上时 ， 产生 电子 一 空 穴对 ， 在半导体 内部结附近生成的载流子没有被复合 而 到达空 间 电荷 区 ， 受 内建 电场 的吸 引 ， 电子 流人 Ｎ区 ， 空 穴流人 Ｐ区 ， 结果使 Ｎ区储存 了过剩 的 电子 ， Ｐ区有 过剩 的空穴 。它们在 Ｐ Ｎ结附近形成与势垒方向相反 的光生
拳 标 茂炭
彪光仗 咆魈
量农
浅 谈太 阳能光 伏 电池 的计 量 技术
李 张标 钱 浩
（ 宁波市计量测试研究院 ， 浙江 宁波 ３ １ ５ ０ ４ ８ ）
摘 要： 本文从光生伏特效应的原理分析出发 ， 阐述 了太 阳能光伏电池 的几个主要检测参数 、 确保 检测结 果一致的检测条件及 检测方法 ， 最后扼要 介绍 了
光伏 电池测量 的关键设备 。
关键词 ： 太 阳能 ； 光伏 电池 ； 检测
中 图分 类号 ： Ｔ Ｋ ５ １ １ 文献标识码 ： Ａ 国家 标 准 学 科分 类代 码 ： ４ １ ０ ． ５ ５
Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｌ ａ ｒ Ｐｈ ｏ ｔ ｏ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｉ ｃ Ｂａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ
载， 再从 Ｎ区流人。可见 ， 太 阳能光伏 电池 的本 质就是 将入 射光子 的能 量转化 为 电能 的过 程 。
３ 检 测参数
铸锭、 拉单 晶、 电池片、 封装、 平衡部件、 系统集成 、 光伏应 用 产 品 和专用设 备 制造 等多种 产 品和多 项技术 的较 为完
整 的产业链 。
发展 是 十分 不利 的 。
（ １ ） 开路 电压
将太阳能光伏 电池置于标准光源的照射下 ， 在两端 开路时 ， 电池的输 出电压值 。可用高 内阻 的直流毫伏计
测 量 电池 的开 路 电压 。
（ ２ ） 短 路 电流 将太 阳能 光伏 电池 置 于标 准 光 源 的照射 下 ， 在输 出 端短路 时 ， 流过 电池 两 端 的电 流 。可 以通 过 用 内阻 小 于 １ １ ２ 的电流表 接在 电池 的两端来 测试 短路 电流 。