太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件

太陽(yáng)能電池的測(cè)試②②太陽(yáng)能電池的測(cè)試1太陽(yáng)電池制造過(guò)程10-測(cè)試分選lightsourceapproximatescomputer通過(guò)模擬太陽(yáng)燈controlledpowersource光照射到電池片表面測(cè)試太陽(yáng)電池的電性能參數(shù)esingblockfixescelltemperatureat25C光強(qiáng):1000W/m2光譜分布:AM1.5電池溫度:25℃太陽(yáng)電池制造過(guò)程10-測(cè)試分選2太陽(yáng)電池電性能參數(shù)CurrentCellwithHighFillFactorls太陽(yáng)電池的電hnw神性能參數(shù):Isc、VocImpvmp、PmaxRs、Rsh、FF、EFFVocvoltage太陽(yáng)電池電性能參數(shù)3太陽(yáng)電池電性能參數(shù)短路電流(Isc):理想情況下,等于光生電流L。影響因素:面積、光強(qiáng)、溫度125太陽(yáng)電池5A左右156太陽(yáng)電池8A左右開(kāi)路電壓(Voc):影響因素:光強(qiáng)、溫度、材料特性晶體硅太陽(yáng)電池600mV左右填充因子(FF):最大輸出功率與開(kāi)路電壓和短路電流乘積之比FF=P/Vocs=vmIm/voclsc影響因素:串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻轉(zhuǎn)換效率(η)7=加m②②太陽(yáng)電池電性能參數(shù)43.1太陽(yáng)模擬器3.1.1概述太陽(yáng)電池是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成電能的半導(dǎo)體器件,從應(yīng)用和研究的角度來(lái)考慮,其光電轉(zhuǎn)換效率、輸出伏安特性曲線及參數(shù)是必須測(cè)量的,而這種測(cè)量必須在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光下進(jìn)行才有參考意義。如果測(cè)試光源的特性和太陽(yáng)光相差很遠(yuǎn),則測(cè)得的數(shù)據(jù)不能代表它在太陽(yáng)光下使用時(shí)的真實(shí)情況,甚至也無(wú)法換算到真實(shí)的情況,考慮到太陽(yáng)光本身隨時(shí)間、地點(diǎn)而變化,因此必須規(guī)定一種標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)光條件,才能使測(cè)量結(jié)果既能彼此進(jìn)行相對(duì)比較,又能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)光下的測(cè)試數(shù)據(jù)估算出實(shí)際應(yīng)用時(shí)太陽(yáng)電池的性能參數(shù)②②3.1太陽(yáng)模擬器5②②②②6312太陽(yáng)輻射的基本特性3.1.2.1幾個(gè)描述光的物理概念(1)發(fā)光強(qiáng)度按照1979年第16屆國(guó)防計(jì)量會(huì)議(CGPN)確定,以坎德拉(cd)為發(fā)光強(qiáng)度的計(jì)量單位?？驳吕且还庠丛诮o定的方向上的光強(qiáng)度,該光源發(fā)出頻率為540×1012Hz的光學(xué)輻射,且在此方向上的輻射強(qiáng)度為1/683WSr-(2)光通量光通量的單位是流明(1m),它用來(lái)計(jì)量所發(fā)出的總光量,發(fā)光強(qiáng)度為1cd的點(diǎn)光源,向周圍空間均勻發(fā)出4π流明的光能量。(3)光強(qiáng)度指照射于一表面的光強(qiáng)度,它用勒克斯(lX)作為單位,當(dāng)1m光通量的光強(qiáng)射到lm2面積上時(shí),該面積所受的光照度(簡(jiǎn)稱照度)就是1lk(4)輻射度通常稱為光強(qiáng),即入射到單位面積上的光功率,單位是Wm2或mw/m2②②312太陽(yáng)輻射的基本特性73.1.2.2輻照度及其均勻性對(duì)空間應(yīng)用,規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)輻照度為1367w/m2(另一種較早的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為1353w/m2),對(duì)地面應(yīng)用,規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)輻照度為1000w/m2。實(shí)際上地面陽(yáng)光和很多復(fù)雜因素有關(guān),這一數(shù)值僅在特定的時(shí)間及理想的氣候和地理?xiàng)l件下才能獲得地面上比較常見(jiàn)的輻射照度是在600~900w/m2范圍內(nèi),除了輻照度數(shù)值范圍以外,太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)之一是其均勻性,這種均勻性保證了同一太陽(yáng)電池方陣上各點(diǎn)的輻照度相同。3.12.3光譜分布太陽(yáng)電池對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有不同的響應(yīng),就是說(shuō)輻照度相同而光譜成分不同的光照射到同一太陽(yáng)電池上,其效果是不同的,太陽(yáng)光是各種波長(zhǎng)的復(fù)合光它所含的光譜成分組成光譜分布曲線,而且其光譜分布也隨地點(diǎn)、時(shí)間及其它條件的差異而不同,在大氣層外情況很單純,太陽(yáng)光譜幾乎相當(dāng)于6000K的黑體輻射光譜,稱為AMO光譜。在地面上,由于太陽(yáng)光透過(guò)大氣層后被吸收掉一部分這種吸收和大氣層的厚度及組成有關(guān),因此是選擇性吸收,結(jié)果導(dǎo)致非常復(fù)雜的光譜分布。而且隨著太陽(yáng)天頂角的變化,陽(yáng)光透射的途徑不同吸收情況也不同所以地面陽(yáng)光的光譜隨時(shí)都在變化。因此從測(cè)試的角度來(lái)考慮,需要規(guī)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的地面太陽(yáng)光譜分布。目前國(guó)內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定,在晴朗的氣候條件下,當(dāng)太陽(yáng)透過(guò)大氣層到達(dá)地面所經(jīng)過(guò)的路程為大氣層厚度的1.5倍時(shí),其光譜為標(biāo)準(zhǔn)地面太陽(yáng)光譜,簡(jiǎn)稱AM5標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光譜。此時(shí)太陽(yáng)的天頂角為48.19°,原因是這種情況在地面上比較有代表性②②3.1.2.2輻照度及其均勻性8綜上所述,標(biāo)準(zhǔn)地面陽(yáng)光條件具有1000w/m2的輻照度,AM15的太陽(yáng)光譜以及足夠好的均勻性和穩(wěn)定性,這樣的標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)光在室外能找到的機(jī)會(huì)很少,而太陽(yáng)電池又必須在這種條件下測(cè)量,因此,唯一的辦法是用人造光源來(lái)模擬太陽(yáng)光,即所謂太陽(yáng)模擬器②②綜上所述,標(biāo)準(zhǔn)地面陽(yáng)光條件具有1000w/m2的輻照度,AM93.2太陽(yáng)模擬器某些光學(xué)特性的檢測(cè)3.2.1輻照不均勻度的檢測(cè)輻照不均勻度=士(最大輻照度一最小輻照度)/(最大輻照度+最小輻照度)×100在測(cè)量單體電池時(shí),輻照不均勻度應(yīng)使用不超過(guò)待測(cè)電池面積14的檢測(cè)電池來(lái)檢測(cè)。在測(cè)量組件時(shí),應(yīng)使用不超過(guò)待測(cè)組件面積1/10的檢測(cè)電池來(lái)檢測(cè)。3.3.2輻照不穩(wěn)定的檢測(cè)輻照不穩(wěn)定度一土(最大輻照度一最小輻照度)/(最大輻照度+最小輻照度)②②3.2太陽(yáng)模擬器某些光學(xué)特性的檢測(cè)10太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件11太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件12太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件13太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件14太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件15太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件16太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件17太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件18太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件19太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件20太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件21太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件22太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件23太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件24太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件25太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件26太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件27太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件28太陽(yáng)能電池的測(cè)試②②太陽(yáng)能電池的測(cè)試29太陽(yáng)電池制造過(guò)程10-測(cè)試分選lightsourceapproximatescomputer通過(guò)模擬太陽(yáng)燈controlledpowersource光照射到電池片表面測(cè)試太陽(yáng)電池的電性能參數(shù)esingblockfixescelltemperatureat25C光強(qiáng):1000W/m2光譜分布:AM1.5電池溫度:25℃太陽(yáng)電池制造過(guò)程10-測(cè)試分選30太陽(yáng)電池電性能參數(shù)CurrentCellwithHighFillFactorls太陽(yáng)電池的電hnw神性能參數(shù):Isc、VocImpvmp、PmaxRs、Rsh、FF、EFFVocvoltage太陽(yáng)電池電性能參數(shù)31太陽(yáng)電池電性能參數(shù)短路電流(Isc):理想情況下,等于光生電流L。影響因素:面積、光強(qiáng)、溫度125太陽(yáng)電池5A左右156太陽(yáng)電池8A左右開(kāi)路電壓(Voc):影響因素:光強(qiáng)、溫度、材料特性晶體硅太陽(yáng)電池600mV左右填充因子(FF):最大輸出功率與開(kāi)路電壓和短路電流乘積之比FF=P/Vocs=vmIm/voclsc影響因素:串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻轉(zhuǎn)換效率(η)7=加m②②太陽(yáng)電池電性能參數(shù)323.1太陽(yáng)模擬器3.1.1概述太陽(yáng)電池是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成電能的半導(dǎo)體器件,從應(yīng)用和研究的角度來(lái)考慮,其光電轉(zhuǎn)換效率、輸出伏安特性曲線及參數(shù)是必須測(cè)量的,而這種測(cè)量必須在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光下進(jìn)行才有參考意義。如果測(cè)試光源的特性和太陽(yáng)光相差很遠(yuǎn),則測(cè)得的數(shù)據(jù)不能代表它在太陽(yáng)光下使用時(shí)的真實(shí)情況,甚至也無(wú)法換算到真實(shí)的情況,考慮到太陽(yáng)光本身隨時(shí)間、地點(diǎn)而變化,因此必須規(guī)定一種標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)光條件,才能使測(cè)量結(jié)果既能彼此進(jìn)行相對(duì)比較,又能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)光下的測(cè)試數(shù)據(jù)估算出實(shí)際應(yīng)用時(shí)太陽(yáng)電池的性能參數(shù)②②3.1太陽(yáng)模擬器33②②②②34312太陽(yáng)輻射的基本特性3.1.2.1幾個(gè)描述光的物理概念(1)發(fā)光強(qiáng)度按照1979年第16屆國(guó)防計(jì)量會(huì)議(CGPN)確定,以坎德拉(cd)為發(fā)光強(qiáng)度的計(jì)量單位。坎德拉是一光源在給定的方向上的光強(qiáng)度,該光源發(fā)出頻率為540×1012Hz的光學(xué)輻射,且在此方向上的輻射強(qiáng)度為1/683WSr-(2)光通量光通量的單位是流明(1m),它用來(lái)計(jì)量所發(fā)出的總光量,發(fā)光強(qiáng)度為1cd的點(diǎn)光源,向周圍空間均勻發(fā)出4π流明的光能量。(3)光強(qiáng)度指照射于一表面的光強(qiáng)度,它用勒克斯(lX)作為單位,當(dāng)1m光通量的光強(qiáng)射到lm2面積上時(shí),該面積所受的光照度(簡(jiǎn)稱照度)就是1lk(4)輻射度通常稱為光強(qiáng),即入射到單位面積上的光功率,單位是Wm2或mw/m2②②312太陽(yáng)輻射的基本特性353.1.2.2輻照度及其均勻性對(duì)空間應(yīng)用,規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)輻照度為1367w/m2(另一種較早的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為1353w/m2),對(duì)地面應(yīng)用,規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)輻照度為1000w/m2。實(shí)際上地面陽(yáng)光和很多復(fù)雜因素有關(guān),這一數(shù)值僅在特定的時(shí)間及理想的氣候和地理?xiàng)l件下才能獲得地面上比較常見(jiàn)的輻射照度是在600~900w/m2范圍內(nèi),除了輻照度數(shù)值范圍以外,太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)之一是其均勻性,這種均勻性保證了同一太陽(yáng)電池方陣上各點(diǎn)的輻照度相同。3.12.3光譜分布太陽(yáng)電池對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有不同的響應(yīng),就是說(shuō)輻照度相同而光譜成分不同的光照射到同一太陽(yáng)電池上,其效果是不同的,太陽(yáng)光是各種波長(zhǎng)的復(fù)合光它所含的光譜成分組成光譜分布曲線,而且其光譜分布也隨地點(diǎn)、時(shí)間及其它條件的差異而不同,在大氣層外情況很單純,太陽(yáng)光譜幾乎相當(dāng)于6000K的黑體輻射光譜,稱為AMO光譜。在地面上,由于太陽(yáng)光透過(guò)大氣層后被吸收掉一部分這種吸收和大氣層的厚度及組成有關(guān),因此是選擇性吸收,結(jié)果導(dǎo)致非常復(fù)雜的光譜分布。而且隨著太陽(yáng)天頂角的變化,陽(yáng)光透射的途徑不同吸收情況也不同所以地面陽(yáng)光的光譜隨時(shí)都在變化。因此從測(cè)試的角度來(lái)考慮,需要規(guī)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的地面太陽(yáng)光譜分布。目前國(guó)內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定,在晴朗的氣候條件下,當(dāng)太陽(yáng)透過(guò)大氣層到達(dá)地面所經(jīng)過(guò)的路程為大氣層厚度的1.5倍時(shí),其光譜為標(biāo)準(zhǔn)地面太陽(yáng)光譜,簡(jiǎn)稱AM5標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光譜。此時(shí)太陽(yáng)的天頂角為48.19°,原因是這種情況在地面上比較有代表性②②3.1.2.2輻照度及其均勻性36綜上所述,標(biāo)準(zhǔn)地面陽(yáng)光條件具有1000w/m2的輻照度,AM15的太陽(yáng)光譜以及足夠好的均勻性和穩(wěn)定性,這樣的標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)光在室外能找到的機(jī)會(huì)很少,而太陽(yáng)電池又必須在這種條件下測(cè)量,因此,唯一的辦法是用人造光源來(lái)模擬太陽(yáng)光,即所謂太陽(yáng)模擬器②②綜上所述,標(biāo)準(zhǔn)地面陽(yáng)光條件具有1000w/m2的輻照度,AM373.2太陽(yáng)模擬器某些光學(xué)特性的檢測(cè)3.2.1輻照不均勻度的檢測(cè)輻照不均勻度=士(最大輻照度一最小輻照度)/(最大輻照度+最小輻照度)×100在測(cè)量單體電池時(shí),輻照不均勻度應(yīng)使用不超過(guò)待測(cè)電池面積14的檢測(cè)電池來(lái)檢測(cè)。在測(cè)量組件時(shí),應(yīng)使用不超過(guò)待測(cè)組件面積1/10的檢測(cè)電池來(lái)檢測(cè)。3.3.2輻照不穩(wěn)定的檢測(cè)輻照不穩(wěn)定度一土(最大輻照度一最小輻照度)/(最大輻照度+最小輻照度)②②3.2太陽(yáng)模擬器某些光學(xué)特性的檢測(cè)38太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件39太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件40太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件41太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件42太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件43太陽(yáng)能電池的測(cè)試條件與太陽(yáng)模擬器課件44太陽(yáng)能