有機(jī)太陽(yáng)電池和染料敏化太陽(yáng)電池電流-電壓特性校準(zhǔn)規(guī)范

JJFXXXX－XXXX1有機(jī)太陽(yáng)電池和染料敏化太陽(yáng)電池電流-電壓特性校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范適用于對(duì)有機(jī)太陽(yáng)電池和染料敏化太陽(yáng)電池在室內(nèi)模擬太陽(yáng)光源下的電流-電competenceoftestingandcalibrationlaboratories）IEC60891光伏器件測(cè)定I-V特性的溫度和輻照度校正方法用程序（Photovoltaicdevices-ProceduresfortemperatureandirradiancecorrectionstomeasureIEC60904-1光伏器件第1部分：光伏電流-電壓特性的測(cè)量（Photovoltaicdevices-Part1:Measurementofphotovoltaiccurrent-voltagechaRequirementsforphotovoltaicreferenceddevices-Part4:PhotovoltaicreferenceIEC60904-7光伏器件第7部分：光伏器件測(cè)量的光譜失配修正計(jì)算（PhotovoltaictationofthespectralmismatchcorrectionforfClassificationofsolarsimulatorcharacteristics）IEC61215-2地面光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型第2部分：測(cè)試序列（Terrestrialphotovoltaic(PV)modules-Designqualificationandtypeapproval-IECTR63228有機(jī)、染料與鈣鈦礦光伏電池測(cè)試規(guī)范（Measurementpphotovoltaicdevicesbasedonorganic,dye-sensitizedorperovskitemaJJFXXXX－XXXX23.1標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件standardtestcon3.4電流-電壓特性current-voltagecharJJFXXXX－XXXX3軌道躍遷到LUMO軌道上，與原HOMO軌道上留下的空穴形成相互束縛的電子-空穴收集，形成光電流。染料敏化太陽(yáng)電池（DSSCs）的工作原理是光敏染料分子吸收太陽(yáng)光躍遷至激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的染料向半導(dǎo)體的導(dǎo)帶內(nèi)注5.3最大功率Pm5.4轉(zhuǎn)換效率η注：以上指標(biāo)不適用于合格性判別，僅供參考。6.1.4其他條件：清潔、無(wú)腐蝕性氣體，光學(xué)暗室，無(wú)影響JJFXXXX－XXXX2采用常規(guī)量具或?qū)Ｓ脺y(cè)量器具（如影像測(cè)量?jī)x斑點(diǎn)、氣泡和劃痕等影響測(cè)量的缺陷，以及封裝b)核查被測(cè)樣品的名稱、規(guī)格型號(hào)、生產(chǎn)廠商、出7.2.2.1可根據(jù)實(shí)際需要決定是否對(duì)被測(cè)樣品進(jìn)行測(cè)量前的預(yù)處理。如選擇，應(yīng)依據(jù)IEC7.2.2.2進(jìn)行光源輻照度的校準(zhǔn)。7.2.2.3維持太陽(yáng)模擬器的設(shè)置不37.2.2.4設(shè)置掃描方向、電壓范圍、掃描間隔、采樣點(diǎn)延時(shí)等參數(shù)，分別用正向掃描[由式測(cè)量被測(cè)太陽(yáng)電池的正反掃電流-電壓特性，記錄開(kāi)路電壓（Voc短路電流（Isc最大輸出功率（Pmax）等參數(shù)。一般情況下，正反掃測(cè)得的Pmax偏差D不超過(guò)0.2%。偏差DD——偏差；Pmax,max——三組正反掃測(cè)得的最大發(fā)電）；Pmax,min——三組正反掃測(cè)得的最大發(fā)電）；max——三組正反掃測(cè)得的最大發(fā)電功率平均值，單位為瓦特（W）。7.2.2.5重復(fù)上述測(cè)量步驟，分別選取3組正反掃條件下合適的開(kāi)路電壓（Voc），短路電的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制。采用最大功率點(diǎn)跟蹤（Maximu方法恒定加載其最大功率點(diǎn)電壓值，連續(xù)采集計(jì)算測(cè)量時(shí)間內(nèi)樣品最大發(fā)電功率變化指數(shù)F。F——最大發(fā)電功率變化指數(shù)；Pmax,max——為測(cè)量時(shí)間內(nèi)測(cè)得的最大發(fā)電）；Pmax,min——為測(cè)量時(shí)間內(nèi)測(cè)得的最大發(fā)電功率47.2.2.8如果F≤5%，則認(rèn)為樣品是穩(wěn)定的，并以測(cè)量時(shí)間內(nèi)的最大發(fā)電功率的算術(shù)平均值作為樣品最大發(fā)電功率的測(cè)量結(jié)果；如果F＞5%，則認(rèn)為樣品是不穩(wěn)定的，停止對(duì)其轉(zhuǎn)式中：η——轉(zhuǎn)換max——最大發(fā)電功率的算術(shù)平均值，單位為瓦特（W）；E——為被測(cè)樣品上表面入射光的輻照度，單位為瓦特每平方米（W/m2Sh)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對(duì)被校準(zhǔn)樣品的抽JJFXXXX－XXXX5n)校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名p)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書(shū)面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證6A.1.1測(cè)量用標(biāo)準(zhǔn)器:太陽(yáng)模擬器、I-V測(cè)量?jī)x、A.2有機(jī)太陽(yáng)電池和染料敏化太陽(yáng)電池電流-A.2.1有機(jī)太陽(yáng)電池和染料敏化太陽(yáng)電池其中Ii為單次測(cè)量得到的太陽(yáng)電池短路電流值。取表A1測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度次數(shù)短路電流(mA)118.506217.816318.326418.321517.638618.143718.138817.462917.96217.957平均值18.027sI=σ02≈0.326mAJJFXXXX－XXXX7直接采用參考太陽(yáng)電池的短路電流來(lái)作為太由于采用參考太陽(yáng)電池進(jìn)行太陽(yáng)光源模擬器輻照度校準(zhǔn)與使用太陽(yáng)光源模擬器進(jìn)行被測(cè)太陽(yáng)電池短路電流測(cè)量不是同時(shí)進(jìn)行的，需5）參考電池和被測(cè)電池之間面積差異和模擬器輻照度不均勻性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量差異。查校準(zhǔn)報(bào)告，對(duì)于太陽(yáng)光源模擬器輻照度不均勻性在有效輻照面下不超過(guò)2%。因8JJFXXXX－XXXXu(I8)=.I=0.005204mA表A2短路電流測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表序號(hào)測(cè)量不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度符號(hào)數(shù)值（mA）1參考太陽(yáng)電池短路電流測(cè)量重復(fù)性u(píng)(I1)2參考太陽(yáng)電池的短路電流u(I2)3太陽(yáng)模擬器光源穩(wěn)定性u(píng)(I3)4光譜失配u(I4)5參考電池和被測(cè)電池之間面積差異和模擬器輻照度不均勻性u(píng)(I5)6被測(cè)樣品溫度u(I6)7電流測(cè)量電路非線性u(píng)(I7)8電子負(fù)載電流信號(hào)u(I8)JJFXXXX－XXXX9uI=u(I1)2+u(I2)2+u(I3)2+u(I4)2+u(I5)2+u(I6)2+u(I7)2+u(I8)2=0.3496mA Urel(I)=U(I)/I=3.9%A.2.2有機(jī)太陽(yáng)電池和染料敏化太陽(yáng)電池表A3太陽(yáng)電池開(kāi)路電壓測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量次數(shù)開(kāi)路電壓(V)10.59120.58830.59140.58550.58260.58570.57980.57690.5790.573平均值0.583JJFXXXX－XXXX太陽(yáng)光源模擬器輻照度的調(diào)整和校準(zhǔn)通常采本達(dá)到其理論內(nèi)建電場(chǎng)的穩(wěn)定值，受太陽(yáng)光源模擬u(V)=.V=0.002693Vu(V4)=.V=0.000168V表A3開(kāi)路電壓測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表序號(hào)測(cè)量不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度符號(hào)數(shù)值（V）1太陽(yáng)電池開(kāi)路電壓測(cè)量重復(fù)性0.0035642太陽(yáng)光源模擬器輻照度0.0005833被測(cè)樣品溫度0.0026934電子負(fù)載電壓信號(hào)0.000168JJFXXXX－XXXXUrel(V)==1.546%~1.6%A.2.3有機(jī)太陽(yáng)電池和染料敏化太陽(yáng)電池表A4太陽(yáng)電池最大功率測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量次數(shù)最大功率(mW)18.12527.76638.03048.04457.68967.95077.96387.61297.8717.884平均值7.893s(P)=((Pi-P)2JJFXXXX－XXXXs(P) s(P) =0.0944W太陽(yáng)光源模擬器輻照度的調(diào)整和校準(zhǔn)通常采擬器的輻照度調(diào)整結(jié)果應(yīng)當(dāng)盡量保證參考太陽(yáng)電池的短路電流值以及最大功率值與校準(zhǔn)由于采用參考太陽(yáng)電池進(jìn)行太陽(yáng)光源模擬器輻照度校準(zhǔn)與使用太陽(yáng)光源模擬器進(jìn)行被測(cè)太陽(yáng)電池最大功率測(cè)量不是同時(shí)進(jìn)行的，需u(P)=.P=0.00684W太陽(yáng)光譜有差異，而太陽(yáng)電池的最大功率綜合了光此需要對(duì)參考太陽(yáng)電池光譜響應(yīng)、被測(cè)太陽(yáng)電池光分布分別進(jìn)行測(cè)試，或者是選擇材料、工藝等與被度。查校準(zhǔn)報(bào)告，太陽(yáng)光源模擬器的光譜匹配度不超過(guò)2%，在此基礎(chǔ)上即便是參考電池針對(duì)目前被測(cè)的晶體硅太陽(yáng)電池，由于光譜失配JJFXXXX－XXXXu(P4)=.P=0.0395W5)參考電池和被測(cè)電池之間面積差異和模擬器輻照度不均勻性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量參考太陽(yáng)電池尺寸通常為2cm×2cm，假設(shè)被測(cè)電池通常為125mm×125mm，或者156mm×156mm。兩者存在面積差異。而對(duì)于度不均勻性最大允許值為2%。因此由于電池面積的差異以及輻照度不均勻性，也會(huì)引起測(cè)量不確定度。由于面積差異和不均勻性引起的相對(duì)擴(kuò)展不確定度通常為u(P)=.P=0.0395W太陽(yáng)電池最大功率是通過(guò)I-V特性曲線上的電流電壓相乘得到的。太陽(yáng)電池最大功率u(P)=.P=0.00911W表A5最大功率測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表序號(hào)測(cè)量不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度符號(hào)數(shù)值（mW）1太陽(yáng)電池最大功率測(cè)量重復(fù)性u(píng)(P1)0.09442太陽(yáng)光源模擬器輻照度u(P2)0.02763太陽(yáng)光源模擬器光源穩(wěn)定性u(píng)(P3)0.006844光譜失配u(P4)0.03955參考電池和被測(cè)電池之間面積差異和模擬器輻照度不均勻性u(píng)(P5)0.03956被測(cè)樣品溫度u(P6)0.03657電流測(cè)量電路非線性u(píng)(P7)0.00911A.2.4有機(jī)太陽(yáng)電池和染料敏化太陽(yáng)電池其中PMPP為被測(cè)量太陽(yáng)電池的最大功率根據(jù)面積擴(kuò)展不確定度為U(S)=0.002cm2，JJFXXXX－XXXX表A6轉(zhuǎn)換效率測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表序號(hào)測(cè)量不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度符號(hào)數(shù)值1太陽(yáng)電池最大功率測(cè)量結(jié)果引起的不確定度1.55%2太陽(yáng)電池面積測(cè)量結(jié)果引起的不確定度0.008%μ(η)=u(η1)2+u(η2)2=1.6%JJFXXXX－XXXX一、校準(zhǔn)方法：二、校準(zhǔn)結(jié)果：1.STC條件下電流-電壓特性測(cè)量結(jié)果正掃：反掃：Isc(mA)IMPP(mA)VMPP(V)PMPP(mW)FF(%)η(%)Isc(mA)IMPP(mA)VMPP(V)PMPP(mW)FF(%)η(%)失配因子：2.STC條件下最大功率穩(wěn)態(tài)輸出的測(cè)量結(jié)果I三、不確定度描述：短路電流:Urel=開(kāi)路電壓:Urel=最大功率:Urel=轉(zhuǎn)換效率:Urel=JJFXXXX－XXXX證書(shū)編號(hào) 委托單位 儀器型號(hào)/規(guī)格制造廠記錄編號(hào) 委托單位地址 出廠編號(hào)校準(zhǔn)地點(diǎn)校準(zhǔn)依據(jù)校準(zhǔn)環(huán)境條件：溫度濕度校準(zhǔn)所使用的主要測(cè)量?jī)x器序號(hào)儀器名稱型號(hào)儀器編號(hào)測(cè)量范圍溯源機(jī)構(gòu)名稱/證書(shū)編號(hào)不確定度/或準(zhǔn)確度等級(jí)/或最大允許誤差有效期限C.1外觀檢查C.2校準(zhǔn)結(jié)果1.STC條件下電流-電壓特性測(cè)量結(jié)果正掃：Isc(mA)IMPP(mA)VMPP(V)PMPP(mW)FF(%)η(%)反掃：Isc(mA)IMPP(mA)VMPP(V)PMPP(mW)FF