太阳能电池光谱响应

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单片叠层太阳能电池光谱响应测试系统电路设计

单片叠层太阳能电池光谱响应测试系统电路设计

之比袁 又可定义为单位辐照度所产生的短路电流密度
揖关键词铱多结太阳能电池曰光谱响应曲线曰电偏置
中 图 分 类 号 院 TM914 . 4
文献标识码院 A
DOI 院 10 . 19694 / j . cnki . issn2095 - 2457 . 2018 . 35 . 014
文 章 编 号 院 2095 - 2457 渊2018冤35-0032-003
1 叠层太阳能电池原理介绍
1.1 太阳光谱简介 太阳光有着范围极其广的连续谱和大量的吸收线
和发射线袁 拥有许多太阳信息遥 太阳电磁辐射中袁 99 . 9 % 的 能 量 集 中 在 红 外 区 尧 可 见 光 区 和 紫 外 区 遥 而 可 见 光 区 的 能 量 占 太 阳 辐 射 的 50 豫 袁 红 外 区 占 43 豫 遥 紫 外区只占能量的 7豫遥 太阳辐射的能力最高的范围大 概 在 其 波 长 0 . 48 微 米 左 右 遥 因 为 考 虑 到 GaInP 袁 Ga ( In ) As 袁 Ge 的 光 谱 响 应 范 围 渊 GaInP350 - 650nm , Ga ( In ) As650 - 900nm , Ge900 - 1900nm 冤 , 所 以 在 本 系 统 中 选 用 的 激 励 光 源 光 谱 范 围 大 概 为 350 - 1900nm 之 间 遥 AM0 下 太 阳辐射光谱图如下图所示院
Design of circuit of spectral response test system for single - chip laminated solar cells BAI Fang LIU Su - qi LIU Xing
( College of Information , Tianjin University of Commerce , Tianjin 300134 , China ) 揖Abstract铱Solar cells convert light energy into electricity . In physics , it is called solar photovoltaic , also known as photovoltaic . Multi - junction compound semiconductor solar cells have the advantages of high conversion efficiency , good temperature characteristics , low environmental pollution and low cost . This paper focuses on the operation and theory of how to conduct tests for three - junction solar cells , and designs a platform for testing electrical performance indicators to provide theoretical support for testing . It is mainly to solve the key technical problems such as the narrow range of the

太阳电池光谱响应测试中负载电阻的选择

太阳电池光谱响应测试中负载电阻的选择
[2 ] 李景天 , 刘祖明 , 刘剑虹 , 等. 硅太阳电池光谱响 应测试系统研制 [J ] . 云南师范大学学报 2001. 21 : 39 - 40.
[ 2 ] Li Jingtian , Liu Zuming , Liu Jianhong , et al. , Si solar cells spectral response testing system research [ J ] , J Yunnan Normal University ( Chinese ) , 2001 , 21 : 39 - 40.
图 4 光谱应曲线 Fig14 Spectral response curve fron Table2
实现准确测量 。用此方法获得的响应曲线如下图 : 图中三条曲线完全重合 。
3 讨 论
在短路电流的测量中 , 充分利用太阳电池的恒 流特性 , 用其 I —V 特性作参考 , 将工作点选择在 恒流区 , 可尽可能地选择大的负载电阻 , 以提高被
电流/ mA R = 0101Ω
电压/ mV R = 0101Ω
电流/ mA ( R = 1Ω)
电压/ mV ( R = 1Ω)
电流/ mA ( R = 211Ω)
0112 01187 01258 01324 01403 01496 01553 01540 01427 01283
010012 0100187 0100258 0100324 0100403 0100496 0100553 0100540 0100427 0100283
[ 1 ] 李大群 , 姚 凡. 硅太阳电池光谱响应自动测试系 统[J ] . 太阳能学报 , 1999 7 : 324 - 329.
[ 1 ] Li Daqun , Yao Fan , Spectral response automatic testing system for Si solar cells[J ] , Acta Energiae Solaris Sinica (Chinese) , 1999 , 7 : 324 - 329.

常规多晶与高效率n型晶体硅太阳电池组件光谱响应趋势及原因分析

常规多晶与高效率n型晶体硅太阳电池组件光谱响应趋势及原因分析

常规多晶与高效率n型晶体硅太阳电池组件光谱响应趋势及原因分析目前太阳能电池组件主要分为两种:一种是常规多晶太阳电池组件,一种是高效率n型晶体硅太阳电池组件。

由于两种组件在设计原理上存在很大差异,导致它们对光谱响应时间的要求也是各自不同。

文章通过对两种电池组件在不同光谱响应时间内进行I-V测试,分析两种组件对光谱响应时间上的需求情况以及原因分析。

标签:多晶;n型晶体硅;太阳电池组件;光谱响应0 引言太阳电池是基于空间航天器应用发展而来的,其材料是利用晶体Si制作成电池。

这种电池具有较高的电池转换效率以及稳定的工作状态。

其工作寿命大于25年。

目前,由晶体Si制作而成的太阳电池组件90%是由硼参杂P型晶体Si (常规多晶太阳电池组件)形成的。

然而随着地面光伏的应用普及,研究发现P 型Si太阳电池组件在长时间光照情况下转换效率会出现衰减现象。

这种现象的主要原因是掺杂了P型Si衬底中的硼原子与衬底中的氧原子相结合形成了硼氧对,这种硼氧对会降低少数载流子寿命,进而导致组件转换效率衰减。

为了提高晶体Si太阳电池组件转换效率以及保证其工作状态下的稳定性,人们研发了一种新型晶体Si太阳电池组件,即高效率n型Si太阳电池组件。

这种组件电池是由磷参杂n型Si,其硼元素含量极低,从而可以忽略硼氧对降低少数载流子寿命的概率。

由于n型Si对部分金属杂质的敏感性较低,因此在相同掺杂浓度下n型Si比P型Si具有更高的少数载流子寿命。

由于n型晶体Si具有高寿命、高效率的优势,使得其成为现在光伏行业主要的研究对象,同时也正是因为两种组件存在各种差异,使得常规多晶太阳电池组件与n型晶体硅太阳电池组件在出厂前进行I-V测试时对光谱响应时间要求也存在着很大的差异。

下面文章介绍了两种组件在不同光谱响应时间里,进行正反向测试时,对测试时间上的一个需求及原因分析。

1 太阳电池组件I-V测试现状目前业界对光伏组件功率测试采用的均是正向测试方法,即由V oc到Isc的扫描方向进行扫描测试。

太阳能电池光谱响应测量系统介绍

太阳能电池光谱响应测量系统介绍

太阳能电池量子效率/光谱响应/IPCE 测试系统,适用于普通高校与研究所等高端实验室。

独特的直流测量模式,可以测试几乎所有类型的太阳能电池,特别适合用于测量染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cell , DSSC )和光电化学电池(Photoelectrochemical cell, PEC ),以及钙钛矿结构电池 (Perovskite)。

◆ 测量范围350 ~ 1100 nm ,满足近紫外,可见光,近红外波段的全光谱测量。

◆ 光源系统光谱平滑,无毛刺,在可见光和近红外范围比传统氙灯更准确。

◆ 高强度单色光单位光强,测量重复性高于99%。

◆ 直流测量模式 (DC Mode),比传统交流测量模式速度更快。

◆ 直流测量模式加直流偏置光测量优化。

◆ 低杂散光暗箱,提高直流测量准确性。

◆EQE 和IQE 同点原位测试。

◆量子效率/光谱响应/IPCE◆ 各种光谱短路电流密度计算Jsc◆染料敏化电池 DSSC◆ 光电化学电池 PEC , RC cell ◆ 钙钛矿电池 Perovskite ◆ 晶硅电池 c-Si, mc-Si◆ 薄膜电池 a-Si ,CdTe, CIGS, OPV图1-2 HIT 结构电池测试结果图1-1 各式薄膜电池测试结果 ◆内量子效率测量◆ 反射率,透射率测量 ◆ 光电输出衰减测量 ◆ 电解池样品测量系统其他功能 太阳能电池光谱响应测量系统介绍 (特别适用于钙钛矿与染料敏化电池测量)系统特点系统应用系统主要功能图2 XQ灯源光谱平滑,在800 ~ 1000 nm没有特征峰,比传统Xe灯更加稳定,在可见光和近红外范围比传统氙灯更准确图3-1 出色的电子电路设计和优化,滤除直流偏置光产生的噪音信号,使得样品可以在有偏置光的情况下进行直流测量。

DSSC电池在不加偏置光情况下测量结果和加偏置光的结果完全吻合。

证明偏置光对小信号的读取测量没有影响图3-2 优异的测试重复性和设备稳定性,碲化镉电池实测重复性优于99.5%图4 对于钙钛矿电池等一些多缺陷样品,需要非常强的单位面积单色光强才能测量出准确的结果。

太阳能电池光谱响应度测量方法的分析与比较

太阳能电池光谱响应度测量方法的分析与比较

太阳能电池光谱响应度测量方法的分析与比较李铁成;石雷兵;林方盛【摘要】介绍太阳能电池光谱响应度的两种测量方法,即滤色片法和单色仪法,分析和比较其优缺点,并用这两种方法,对不同类型的太阳能电池(单晶硅和多晶硅)进行测量。

结果表明,单色仪法能够反映该位置处太阳能电池的光谱响应特性;滤色片法更能准确反映出整块太阳能电池的光谱响应特性。

光谱响应度的准确计量是实现太阳能量值传递和比对的关键技术。

%Two different methods for determining the spectral response of solar cells, filter method and monochromator method, have been introduced in this paper. Each method has its own benefits and drawbacks. Both of two methods have been used to measure the spectral response of different kinds of solar cells, such as monocrystalline silicon and polycrystalline silicon. The measurement result of monochromator method only represents the spectral characteristics of different parts; the measurement result of filter method is more suitable to describe the spectral characteristics of the whole cell. The metrology of spectral response is the key technology forthe calibration of solar energy.【期刊名称】《上海计量测试》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】3页(P5-7)【关键词】太阳能电池;光谱响应度;滤色片法;单色仪法【作者】李铁成;石雷兵;林方盛【作者单位】上海市计量测试技术研究院;上海市计量测试技术研究院;上海市计量测试技术研究院【正文语种】中文此时的光谱响应度测量值并不能代表整块太阳能电池的实际值。

太阳能电池(光电材料)IPCEQE量子效率光谱响应测试系统

太阳能电池(光电材料)IPCEQE量子效率光谱响应测试系统

太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统 太阳能电池测试行业长期的经验,使得我公司太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统始终处于行业领先位置。

符合IEC, JIS, ASTM标准规定,我公司太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统具有很高的稳定性和重复性。

作为光伏器件厂商和科研工作者,为了获得高效的产品,就需要一套高性能太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统来帮助完成产品改进。

我公司太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统可以出色的完成测试太阳能电池(光电材料)的IPCE/QE/量子效率/光谱响应,进而帮助厂商和科研工作者分析改进太阳能电池加工制造材料和工艺等。

目前,石油、天然气等不可再生能源价格的居高不下,使得人类对太阳能电池(光电材料)的研究开发进入了一个新的阶段,国内很多实验室和科研院校也都加紧了对太阳能电池材料(光电材料)的研究和开发。

太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试作为太阳能电池(光电材料)研究开发的一个环节,至关重要,需要专业的测试系统来完成。

针对当前人们对太阳能电池材料(光电材料)的研究和开发,以及太阳能电池(光电材料)研究人员搭建太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统的耗时耗力,我公司特推出太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统,并已在很多太阳能电池材料(光电材料)研究、测试实验室广泛使用。

一、我公司太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统的优势: 1. 技术服务全面 我公司始终把客户需求摆在首要位置,针对客户特殊需求量身定做,为客户提供全套解决方案,终身提供技术服务,为客户节省了搭建太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试系统所消耗的时间和人力物力,同时也得到了客户的一致好评。

光谱响应解读

光谱响应解读

太阳能电池的光谱灵敏度是短路光谱电流密度与光谱福照度的比值光谱响应(1)指光阴极量子效率与入射波长之间的关系.(2)光谱响应表示不同波长的光子产生电子-空穴对的能力。

定量地说,太阳电池的光谱响应就是当某一波长的光照射在电池表面上时,每一光子平均所能收集到的载流子数。

太阳电池的光谱响应又分为绝对光谱响应和相对光谱响应。

各种波长的单位辐射光能或对应的光子入射到太阳电池上,将产生不同的短路电流,按波长的分布求得其对应的短路电流变化曲线称为太阳电池的绝对光谱响应。

如果每一波长以一定等量的辐射光能或等光子数入射到太阳电池上,所产生的短路电流与其中最大短路电流比较,按波长的分布求得其比值变化曲线,这就是该太阳电池的相对光谱响应。

但是,无论是绝对还是相对光谱响应,光谱响应曲线峰值越高,越平坦,对应电池的短路电流密度就越大,效率也越高。

(3)太阳电池并不能把任何一种光都同样地转换成电。

例如:通常红光转变为电的比例与蓝光转变为电的比例是不同的。

由于光的颜色(波长)不同,转变为电的比例也不同,这种特性称为光谱响应特性。

光谱响应特性的测量是用一定强度的单色光照射太阳电池,测量此时电池的短路电流,然后依次改变单色光的波长,再重复测量以得到在各个波长下的短路电流,即反映了电池的光谱响应特性。

(4)光谱响应特性与太阳电池的应用:从太阳电池的应用角度来说,太阳电池的光谱响应特性与光源的辐射光谱特性相匹配是非常重要的,这样可以更充分地利用光能和提高太阳电池的光电转换效率。

例如,有的电池在太阳光照射下能确定转换效率,但在荧光灯这样的室内光源下就无法得到有效的光电转换。

不同的太阳电池与不同的光源的匹配程度是不一样的。

而光强和光谱的不同,会引起太阳能电池输出的变动。

[1]什么是光谱响应悬赏分:0 | 解决时间:2010-11-4 00:08 | 提问者:匿名什么是光谱响应最佳答案光谱响应指光阴极量子效率与入射波长之间的关系光谱响应表示不同波长的光子产生电子-空穴对的能力。

太阳能电池的光谱

太阳能电池的光谱
理想光谱
理想的光谱分布应该能够最大化太阳能电池的转换效率,通常是通 过优化不同光谱区域的透射和反射来实现。
光谱对稳定性的影响
紫外线辐射
紫外线辐射可能会引起太阳能电池组件的老化,降低其性能和稳定 性。
温度效应
光谱分布也会影响太阳能电池的温度效应,高温可能导致电池性能 下降。
抗老化处理
为了提高稳定性,太阳能电池通常需要进行抗老化处理,以增强其对 不同光谱和温度变化的适应性。
降低成本和提高生产效率的措施
优化生产工艺
通过优化生产工艺,降 低生产成本和提高生产 效率。例如,采用连续 生产线、自动化设备和 机器人等。
选用低成本材料
选用低成本、高效率的 材料,例如使用硅基材 料替代其他高成本材料。
扩大生产规模
通过扩大生产规模,降 低单位产品的成本,提 高生产效率。同时,大 规模生产有利于提高产 品质量和降低不良率。
06 结论与展望
研究结论
01
太阳能电池的光谱响应特性是影响其光电转换效率的关键因素 之一。
02
通过实验和模拟研究,发现不同类型和结构的太阳能电池在光
谱响应上存在差异。
优化太阳能电池的光谱设计可以提高其光电转换效率和稳定性。
03
未来研究方向和展望
01
深入研究太阳能电池光 谱响应的物理机制,探 索更有效的光谱调控方 法。
研究目的和意义
01
研究太阳能电池的光谱特性有助于深入了解其光电转换机制,提 高光电转换效率。
02
了解太阳能电池的光谱特性对于优化其设计和制造过程、 降低成本和提高市场竞争力等方面具有重要意义。
03
随着全球能源危机和环境污染问题的加剧,太阳能作为一 种清洁、可再生的能源,越来越受到人们的关注。太阳能 电池作为太阳能利用的关键技术之一,其光谱特性的研究 对于推动太阳能技术的发展和应用具有重要意义。

太阳能电池光谱响应特性实验研究

太阳能电池光谱响应特性实验研究

太阳能电池光谱响应特性实验研究黄尚永【摘要】The spectral response if one important characters of solarcells,but usually can’t be measured cor-rectly.It discuss the basic concepts of spectral response,summarize the main measure methods used before,and introduce two new appratus used to measure the spectral response,analyse the advertages and disadvertages by data and graphs.%光谱响应特性是太阳能电池的一项重要性能,但限于测量条件等一般无法精确测定。

该文讨论了太阳能电池光谱响应的基本概念,回顾了以前的主要测量方法,介绍了两种新的可实现光谱响应度测量的实验装置,并通过具体数据分析了们的优点和不足。

【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷),期】2016(029)002【总页数】4页(P6-8,37)【关键词】太阳能电池;光谱响应特性;标准探测器【作者】黄尚永【作者单位】北京建筑大学,北京 102612【正文语种】中文【中图分类】O4-34太阳能电池作为光伏发电的重要器件,其参数测量和特性研究是从业者须了解和掌握的基本知识[1-2]。

一般对太阳能电池的测量中,先测其无光照情况下的暗特性,然后是光照特性测试,包括不同光强、不同温度情况下,单晶硅、多晶硅、非晶硅3种太阳能电池的短路电流和开路电压,寻找最大功率点,计算填充因子等,这些过程易于理解,所测数据也基本可靠。

但涉及到光谱响应特性的测量,从理论到实践上总是存在一些问题,使得测量结果只是作为定性参考,而不足于作为定量。

本文将对这些问题展开讨论。

太阳能电池基本特性研究实验报告

太阳能电池基本特性研究实验报告

太阳能电池基本特性研究实验报告一、实验目的本实验旨在研究太阳能电池的基本特性,包括太阳能电池的输出电流和电压随太阳辐射强度的变化规律、电池的光谱响应特性以及太阳能电池的能量转换效率等。

二、实验原理太阳能电池是一种半导体器件,主要由一个p型半导体和一个n型半导体构成,在两种材料的交界面上形成一个PN结。

当太阳辐射射到 PN 结上时,电子受到能量激发而从 P 区向 N 区运动,从而产生电势差,这就是太阳能电池的基本工作原理。

太阳能电池的输出电流和电压随太阳辐射强度的变化规律可以用伏安特性曲线来表示。

光谱响应特性可以通过将太阳能电池暴露在具有不同波长的单色光下,测量电池对不同波长光的响应来研究。

太阳能电池的能量转换效率可以用输出电力与进入电力之比来表示。

三、实验器材太阳能电池、恒流源、数字万用表、单色光源、光谱仪等。

四、实验步骤1. 使用数字万用表测量太阳能电池的开路电压和短路电流,并记录数据。

2. 将太阳能电池暴露在不同太阳辐射强度下,测量太阳能电池的输出电流和电压,并记录数据。

3. 将太阳能电池暴露在不同波长的单色光下,测量太阳能电池的输出电流和电压,并记录数据。

4. 使用光谱仪测量太阳能电池在不同波长光下的光谱响应,并记录数据。

5. 根据实验数据计算太阳能电池的能量转换效率,并进行比较分析。

五、实验结果与分析1. 输出电流和电压随太阳辐射强度的变化规律随着太阳辐射强度的增大,太阳能电池的输出电流和电压都会增加,但其增长趋势是不同的。

当太阳辐射强度较小时,输出电流的增长更加明显,而当太阳辐射强度较大时,输出电压的增长更加明显。

2. 光谱响应特性太阳能电池对不同波长的光的响应是不同的,其响应度最大的波长在可见光区域的绿黄色光波段。

随着波长的偏离,响应度逐渐降低。

3. 能量转换效率通过计算得到太阳能电池的能量转换效率为 XX%,与实验数据比较分析得知,太阳能电池的能量转换效率受到多种因素的影响,例如光谱匹配、电路匹配、光伏电池的材料参数等。

太阳能电池光谱响应

太阳能电池光谱响应

太阳能电池光谱响应
太阳能电池光谱响应指的是太阳能电池对不同波长的光的吸收和转换能力。

太阳能电池的光谱响应通常会显示出对可见光谱范围内的光具有较高的吸收率和转换效率。

太阳能电池的光谱响应可以通过太阳能电池的外部量子效率(external quantum efficiency,EQE)曲线来表示。

EQE曲线显示了在不同波长下太阳能电池的光电转换效率。

通常,太阳能电池在可见光波长范围内的光有较高的响应,而在紫外光和红外光波长范围内的光响应较低。

太阳能电池的光谱响应是评估其能量转换效率和性能的重要参数之一。

通过了解太阳能电池的光谱响应,可以优化太阳能电池的设计和材料选择,提高其效率和性能。

太阳能电池 光谱响应 iqe

太阳能电池 光谱响应 iqe

太阳能电池的光谱响应与IQE1. 引言随着全球对可再生能源的需求日益增长,太阳能电池在能源领域的重要性也日益凸显。

作为一种清洁、无污染的能源转换方式,太阳能电池的研发和应用都受到了广泛的关注。

太阳能电池的光谱响应和IQE(内部量子效率)是评价其性能的重要参数,对于提高电池的能量转换效率具有关键作用。

本文将详细探讨太阳能电池的光谱响应与IQE的概念、原理及其应用。

1.1 太阳能电池的重要性太阳能电池作为一种将太阳能转换为电能的装置,对于解决全球能源需求、减少环境污染以及应对气候变化等问题具有重大意义。

此外,随着技术进步和规模经济效应的实现,太阳能电池的成本不断降低,使得这一清洁能源在经济上更具竞争力。

1.2 光谱响应与IQE的概念光谱响应是指太阳能电池对不同波长光的响应能力。

不同的太阳光谱分布对应不同的能量分布,因此光谱响应能力决定了太阳能电池在特定环境下的能量转换效率。

IQE,即内部量子效率,是衡量太阳能电池在特定波长光照射下产生电流能力的参数。

它反映了太阳能电池在特定波长范围内的光谱响应能力,是评价电池性能的关键指标。

2. 太阳能电池的光谱响应2.1 太阳光谱分布太阳作为一个高温、高压的恒星,其发出的光具有连续的能量分布。

太阳光谱包括了从紫外到红外的广泛波长范围,其中紫外和可见光的能量较高,而红外光的能量较低。

2.2 太阳能电池光谱响应原理太阳能电池主要利用半导体材料的光电效应来将太阳光转换为电能。

具体来说,当太阳光照射在半导体材料上时,材料中的电子吸收光能并跃迁到激发态,形成光生载流子。

这些载流子在外加电场的作用下定向移动,从而产生电流。

2.3 光谱响应与电池效率的关系光谱响应能力决定了太阳能电池在特定环境下的能量转换效率。

理想的光谱响应曲线应与太阳光谱分布相匹配,以便最大化对太阳光的利用率。

实际中,通过优化半导体材料的能带结构和缺陷态密度等参数,可以提高电池的光谱响应能力。

3. IQE在太阳能电池中的应用3.1 IQE定义及测量方法IQE是衡量太阳能电池性能的重要参数,它定义为在特定波长光照射下太阳能电池产生的电流与入射光强度的比值。

源光谱、太阳能电池光谱响应、光源光强和环境温度对太阳电池短路电流的影响

源光谱、太阳能电池光谱响应、光源光强和环境温度对太阳电池短路电流的影响

源光谱、太阳能电池光谱响应、光源光强和环境温度对太阳电池短路电流的影响光谱、光谱响应、光强和温度对太阳电池短路电流的影响文摘:利用标准电池,通过对太阳电池的光谱响应,光谱,温度和光强对电流密度影响的分析,找到太阳电池在非标条件下向标准条件转化的一般方法。

并通过多次实验给出该转换方法中的一些经验参数。

引言为了确定地面用太阳电池的测试标准,美国和欧洲早己先后开展了研究,并提出了地面阳光辐照度的标准条件AM1.5。

国内也参照该标准制定了国家标准太阳电池标准测试条件(STC)包括光谱、光强、温度三个方面,为了准确测试,通常的办法是制造高水平的太阳模拟器来模拟以上三个条件,但是这种硬件模拟的办法,成本高,难度大,不便于工业应用和商业应用:特别是未来太阳电池行业要面临简便,准确的测量问题,便携式太阳电池测试仪在户外或非标测试条件下准确测试,就要建立一套有效可行,准确地非标测试条件下的测试结果转化到标准条件的测量结果的理论和工程方法。

I.理论和数学模型1.1简介一般认为,影响太阳电池电流密度因素有:光强,温度,辐射光光谱分布,电池光谱响应。

我们现在先假定光强和温度达到标定值,研究光谱分布与电池光谱响应对电流密度的影响。

目前,国际上通用的测量方法,是采用标准电池法亦即选一太阳电池,首先在某一特定的标准状态(光源)下进行短路电流数值的测定,然后用它作参考电池去校准测试时所用光源的光强,再用此光强测量其它的被测电池。

我们把作为参考的电池在一定的光源状态下,通过短路电流去确定模拟器光强的过程叫做标定。

而利用标准电池的数据,去获得其它电池的数据的对比过程简称复现。

我们知道,太阳电池在不同光谱下,短路电流从非标向标准条件转化因子为:式中T(A )为被测电池的光谱响应(相对):QS( A ) 为标准电池的光谱响应(相对);为AM1.5下,标准电池的光谱辐照度(相对),为测试条件下,模拟灯的光谱响应(相对)。

1.2温度和光强对电流密度的影响前面我们是分析了在温度和光强一定的条件下光谱对短路电流的影响,而当温度和光强变化时,它们对短路电流也有很大的影响。

太阳能电池宽光谱响应测试系统及方法[发明专利]

太阳能电池宽光谱响应测试系统及方法[发明专利]

专利名称:太阳能电池宽光谱响应测试系统及方法专利类型:发明专利
发明人:吴会觉,孟庆波,李冬梅,罗艳红,石将建
申请号:CN201811578767.7
申请日:20181224
公开号:CN109525196A
公开日:
20190326
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明提供一种太阳能电池光谱响应测试系统,包括:单色光源,能够实现200‑2000nm 连续可调单色光输出;分光系统,用于将所述单色光源的输出光按比例分成第一光束和第二光束;光谱探测系统,其包括至少两个光电探测器,所述至少两个光电探测器的光谱响应范围的和至少覆盖300‑1700nm,所述光谱探测系统用于探测所述第一光束;待测太阳能电池,所述第二光束照射所述待测太阳能电池并产生待测短路电流;信号放大与数据采集模块,用于采集所述光谱探测系统的至少两个光电探测器输出的光电探测电流和所述待测太阳能电池输出的待测短路电流;以及计算机控制系统,其计算不同输出波长对应的IPCE参数并绘制光谱响应曲线。

申请人:中国科学院物理研究所
地址:100190 北京市海淀区中关村南三街8号
国籍:CN
代理机构:北京泛华伟业知识产权代理有限公司
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太阳能电池光谱响应
光谱响应表示不同波长的光子产生电子-空穴对的能力。

定量地说,太阳能电池的光谱响应就是当某一波长的光照射在电池表面上时,每一光子平均所能收集到的载流子数。

太阳能电池的光谱响应又分为绝对光谱响应和相对光谱响应。

各种波长的单位辐射光能或对应的光子入射到太阳能电池上,将产生不同的短路电流,按波长的分布求得其对应的短路电流变化曲线称为太阳能电池的绝对光谱响应。

如果每一波长以一定等量的辐射光能或等光子数入射到太阳能电池上,所产生的短路电流与其中最大短路电流比较,按波长的分布求得其比值变化曲线,这就是该太阳能电池的相对光谱响应。

但是,无论是绝对还是相对光谱响应,光谱响应曲线峰值越高,越平坦,对应电池的短路电流密度就越大,效率也越高。

从太阳能电池的应用角度来说,太阳能电池的光谱响应特性与光源的辐射光谱特性相匹配是非常重要的,这样可以更充分地利用光能和提高太阳能电池的光电转换效率。

例如,有的电池在太阳光照射下能确定转换效率,但在荧光灯这样的室内光源下就无法得到有效的光电转换。

不同的太阳能电池与不同的光源的匹配程度是不一样的。

而光强和光谱的不同,会引起太阳能电池输出的变动。

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