光伏电池检测-标准太阳光谱分布数据

光伏器件 第2部分：标准太阳电池的要求1 范围本标准规定了晶体硅标准太阳电池的分类、选择、封装、标志、标定及维护的要求。

2 概述标准太阳电池是专门标定过的太阳电池，它通过标准太阳光谱辐照度分布来测量辐照度或设定太阳模拟器辐照度。

标准太阳电池有两种类型：—— 一级标准太阳电池：以与标准世界辐射计基准(W.R.R)相一致的辐射计或标准检测器为基准标定的标准太阳电池。

—— 二级标准太阳电池：在自然或模拟太阳光下，对照一级标准太阳电池标定的标准太阳电池。

3 选择至少选两片太阳电池做标准太阳电池的标定用。

所选择的太阳电池的光谱响应应使在其将来的电性能测量中，由于光谱响应的失配引起的误差小于±1%。

光潜失配误差应按将要出版的有关IEC 标准规定的方法计算。

标准太阳电池应为稳定的器件，即它们的光伏特性变化值应不大于其初始标定值的5%(见第10章)。

4 温度测量测量标准太阳电池结温的方法应使测量准确度达到±1℃。

5 电气连接与标准太阳电池的电连接应由四线接触方式(Kelvin 探针)组成。

6 标定每一片标准太阳电池都应经过标定，在25℃±2℃以在标准光谱辐照度分布下每单位辐照度的短路电流值(21--⋅⋅m W A )来表示。

一级和二级标准太阳电池的标定方法见第11章和12章。

每片标准太阳电池的相对光谱响应和短路电流的温度系数应按有关IEC 标准测量(在考虑中)。

7 数据单每次标定标准太阳电池时，数据单中应记录下列内容：——识别号；——类型(一级或二级)；——电池制造厂；——材料类型；——封装类型；——标定机构；——标定地点和日期；——标定方法(参照标准)；——辐射计或标准灯的特性；——一级标准太阳电池识别号； 适用时——模拟器特性；——温度传感器的类型；——相对光谱响应；——短路电流的温度系数； ——标准测试条件(S. T. C.)下的标定值(21--⋅⋅m WA })；——准确度要求。

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y近代光学创新实验实验名称：太阳能光伏电池测试与分析院系：专业：姓名：学号：指导教师：实验时间：哈尔滨工业大学一、实验目的1、了解pn结基本结构和工作原理；2、了解太阳能电池的基本结构，理解工作原理；3、掌握pn结的IV特性及IV特性对温度的依赖关系；4、掌握太阳能电池基本特性参数测试原理与方法，理解光源强度、波长、环境温度等因素对太阳能电池特性的影响；5、通过分析PN结、太阳能电池基本特性参数测试数据，进一步熟悉实验数据分析与处理的方法，分析实验数据与理论结果间存在差异的原因。

二、实验原理1、光生伏特效应半导体材料是一类特殊的材料，从宏观电学性质上说它们导电能力在导体和绝缘体之间，导电能力随外界环境（如温度、光照等）发生剧烈的变化。

半导体材料具有负的带电阻温度系数。

从材料结构特点说，这类材料具有半满导带、价带和半满带隙，温度、光照等因素可以使价带电子跃迁到导带，改变材料的电学性质。

通常情况下，都需要对半导体材料进行必要的掺杂处理，调整它们的电学特性，以便制作出性能更稳定、灵敏度更高、功耗更低的电子器件。

基于半导体材料电子器件的核心结构通常是pn结，pn结简单说就是p型半导体和n型半导体的基础区域，太阳能电池本质上就是pn结。

常见的太阳能电池从结构上说是一种浅结深、大面积的pn结，如图1所示，它的工作原理的核心是光生伏特效应。

光生伏特效应是半导体材料的一种通性。

当光照射到一块非均匀半导体上时，由于内建电场的作用，在半导体材料内部会产生电动势。

如果构成适当的回路就会产生电流。

这种电流叫做光生电流，这种内建电场引起的光电效应就是光生伏特效应。

非均匀半导体就是指材料内部杂质分布不均匀的半导体。

pn结是典型的一个例子。

N型半导体材料和p型半导体材料接触形成pn结。

pn结根据制备方法、杂质在体内分布特征等有不同的分类。

太阳能光伏电池测试于分析洪小沯一、实验目的1、了解pn 结基本结构和工作原理；2、了解太阳能电池的基本结构，理解工作原理；3、掌握pn 结的IV 特性及IV 特性对温度的依赖关系；4、掌握太阳能电池基本特性参数测试原理与方法，理解光源强度、波长、环境温度等因素对太阳能 电池特性的影响；5、通过分析PN 结、太阳能电池基本特性参数测试数据，进一步熟悉实验数据分析与处理的方法，分析实验数据与理论结果间存在差异的原因。

二、实验原理1、光生伏特效应2、太阳能电池无光照情况下的电流电压关系－（暗特性）电流电压关系为肖克莱方程：]1)[exp(0-=Tk eV I I s 反向饱和电流为：)exp(~)(02322/1Tk E T N n D e J g A i n ns -≈+γτ 含有温度参数的正向电流电压关系为：])(exp[0023Tk V V e T AJ I g -∝=+γ显然正向电流在确定外加电压下也是随着温度升高而增大的。

3、太阳能电池光照情况下的电流电压关系（光特性）光电流I L 在负载上产生电压降，这个电压降可以使pn 结正偏。

如图3所示，正偏电压产生正偏电流I F 。

在反偏情况下，pn 结电流为 )]1[exp(0--=-=Tk eV I I I I I S L F L短路电流或者闭路电流I sc 。

I=I SC =I L)]1[exp(00--==Tk eV I I I S L 开路电路电压V OC 为)1ln(0SL OC I I e T k V +=4、太阳能电池的效率 太阳能电池的转换效率η定义为输出电能P m 和入射光能P in 的比值：%100%100⨯=⨯=inm m in m p V I p p η三、实验设备 设备采用整体箱式布局，所有元件都集中在一个箱体中，无外在分离结构。

包括光源与太阳能电池、光路和外电路三个部分。

1、光源与太阳能电池部分采用高压氙灯光源，高压氙灯具有与太阳光相近的光谱分布特征。

地面光伏组件——设计鉴定和定型第二部分：测试步骤1.范围和目的此国际标准系列基于IEC 规定了地面用光伏组件设计鉴定和定型的要求，该组件是在IEC 60721-2-1中所定义的一般室外气候条件下长期使用。

这部分IEC 61215适用于全部地面光伏组件材料，例如晶体硅光伏组件和薄膜组件。

本标准不适用于带聚光器的组件，尽管此项标准能可能用于低聚光组件（1-3个太阳光）。

对于低聚光组件，全部测试使用的电流，电压和功率等级均满足设计要求。

本试验程序的目的是在尽可能合理的经费和时间内确定组件的电性能和热性能，表明组件能够在规定的气候条件下长期使用。

通过此试验的组件的实际使用寿命期望值将取决于组件的设计以及它们使用的环境和条件。

2.引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中全部或部分引用而构成了本标准的条文。

标注日期的标准，仅引用的版本有效。

未标注日期的标准，可使用最新版本标准（包括任何修订）。

IEC 60050，国际电工词汇（网址：）IEC 60068-1 环境测试-第一部分：总述和指导IEC 60068-2-21 环境测试-第2-21部分测试-测试U：引出端强度以及整体支架安装设备IEC 60068-2-78 环境测试-第2-78部分：测试Cab：湿热，稳定状态IEC 60721-2-1 环境状态的分类-第2-1部分：在自然条件下的环境状态-温度和湿度 IEC 60891 光伏设备-温度和辐照度的修正来测量I-V特性的步骤IEC 60904-1 光伏设备-第一部分：光电流-电压特性的测量IEC 60904-2 光伏设备-第二部分：光伏标准设备的要求IEC 60904-3 光伏设备-第三部分：地面光伏设备和标准光谱福照度数据的测量原则 IEC 60904-7 光伏设备-第七部分：光伏设备光谱错配修正的测量IEC 60904-8 光伏设备-第八部分：光伏设备光谱响应率的测量IEC 60904-9 光伏设备-第九部分：太阳光模拟器操作要求IEC 60904-10 光伏设备-第十部分：线性测试的方法IEC 61215-1 地面光伏组件-设计鉴定和定型-第一部分：测试要求IEC TS 61836 太阳光伏系统能量-术语，定义和符号IEC 61853-2 光伏组件测试结果和能量等级-第二部分：光谱响应，入射角，和组件操作测试温度IEC 62790 光伏组件的接线盒-安全要求和测试ISO 868 塑料和橡胶-通过硬度测验器测量压痕硬度（回跳硬度）3.术语和定义本文件的目的，术语和定义由IEC 60050和IEC TS 61836中给出，其他如下。

太阳能电池检测报告1、电性能检测方法方案一：太阳能组件测试仪1．夹具调整：本机为气动夹具，根据电池片大小调整测试探针排的位置，同时用永磁条固定电池片定位挡片，以确保每次电池放置位置相同。

2．测量：插上电源线，接好压缩空气气源（压力在5-8个大气压），在关机状态连好测试台与计算机通信电缆，打开电源开关，即可测试，闪光之后，测试结果即显示在计算机上，这样即可获得待测电池的特性。

3．注意事项：保持环境洁净，减少灰尘，灰尘会对设备光学系统产生影响，影响测量的准确度。

定期用已经校准的标准电池或自己选定的已测电池（封装过的电池）重新校准。

气动元件有一定震动，可能对其它部件产生影响，使用时气动滑块速度不可以太快，以免震动太大影响正常使用，滑块速度可通过气动元件上的进气和排气调节阀调节。

显示的主要数据：U(开路电压) c s I（短路电流）m P（最大输出功率）ocFF（填充因子）（转换效率）m U（最佳功率电压）m I（最佳功率电流）V-I曲线红色为I-V曲线，与Y轴交点为短路电流c s I，与X轴交点为开路电压Uoc绿色曲线为功率曲线根据P=UI，起始电压为0，电流为短路电流c s I，P=0，随着电压值升高，P增大，电流I降低，当UI值刚要降低时，此时到达最大功率点P，点的X值为m U，mY值为I。

m当接入电阻无限大是电流接近0，此时电压为开路电压U，ocP=0方案二：常用测量器件检测：组件开路电压检测：在组件中串联电压表，此时电压为开路电压Uoc组件短路电流检测：在组件中串联电流表，此时电流为短路电流c s I组件最大功率检测：在组件中串联滑动变阻器（最大值），电流表，在滑动变阻器两端并联电压表，调节滑动变阻器，根据P=UI，当P值由增大刚开始下降时，此时功率为最大功率P。

m组件最佳输出电压：在最大功率时电压表的示数为U。

m组件最佳输出电流：在最大功率时电流表的示数为I。

m组件填充因子FF ：根据公式scsc m I I P FF oc mm oc U IU U ==转换效率η：%100%100P P sc in⨯•=⨯=inoc m P I U FF η（in P 为单位面积入射光效率）。