航天用標(biāo)準(zhǔn)光伏電池 編制說(shuō)明

編制說(shuō)明1、任務(wù)來(lái)源根據(jù)《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2023年第四批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》與《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2023年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)復(fù)審修訂計(jì)劃的通知》的要求，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《航天用標(biāo)準(zhǔn)光伏電池》（計(jì)劃號(hào)：20233704-T-339）由全國(guó)太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC90)歸口管理，由中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所等牽頭起草。2、主要工作過(guò)程2024年4月8日，由全國(guó)太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（下稱(chēng)標(biāo)委會(huì)）組織召開(kāi)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《航天用標(biāo)準(zhǔn)光伏電池》等38項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)會(huì)，簽訂了標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)書(shū)，匯報(bào)了標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前工作進(jìn)展和后續(xù)工作計(jì)劃。2023年4月~6月，標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組成立。項(xiàng)目牽頭單位研究了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6492-1986《航天用標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池》，調(diào)研了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外光伏組件測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行修訂，形成標(biāo)準(zhǔn)草案。2024年6月21日，項(xiàng)目牽頭單位召集項(xiàng)目編制組成員進(jìn)行線上會(huì)議，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行逐條討論，形成了會(huì)議紀(jì)要，后續(xù)按照會(huì)議紀(jì)內(nèi)容要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行了修改。2024年7月25日，由標(biāo)委會(huì)組織召開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)草案的討論會(huì)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案內(nèi)容進(jìn)行了深度討論，后續(xù)按照討論會(huì)中專(zhuān)家意見(jiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行了修改，形成標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿。3、標(biāo)準(zhǔn)編制的主要成員單位及其所做的工作項(xiàng)目牽頭單位為中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所，項(xiàng)目組成員單位還包括中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院、天津恒電空間電源有限公司、中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院等。編制分工單位名稱(chēng)工作分工主編單位中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)度整體把控；負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)草案和征求意見(jiàn)稿編寫(xiě)工作；負(fù)責(zé)組織標(biāo)準(zhǔn)編制成員單位技術(shù)行討論。參編單位中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)參與單位征集；負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿和編制說(shuō)明的質(zhì)量把控。中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院、參與標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定方法和傳遞試驗(yàn)方法的編天津恒電空間電源有限公司寫(xiě)，以及相關(guān)技術(shù)內(nèi)容的討論。1、編制原則本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》、GB/T1.2-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第2部分：以ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)化文件為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化文件起草規(guī)則》進(jìn)行編寫(xiě)。2、確定主要內(nèi)容的依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容為航天用標(biāo)準(zhǔn)光伏電池的要求、制備篩選的試驗(yàn)方法，規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)光伏電池傳遞的方法。與現(xiàn)有GB/T6494-2017、GB/T6496-2017中航天用太陽(yáng)電池性能測(cè)試以及標(biāo)定方法保持一致。3、編制過(guò)程中解決的主要問(wèn)題GB/T6492-1986《航天用標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池》標(biāo)準(zhǔn)適用于航天用單晶硅太陽(yáng)電池，供測(cè)試航天用太陽(yáng)電池的單體、組件、組合板、方陣時(shí)，校準(zhǔn)或確定測(cè)試光源在被測(cè)太陽(yáng)電池表面所建立的總輻照度用。是航天用標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池進(jìn)行制作和篩選的基礎(chǔ)指導(dǎo)文件，穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)電池為航天用電池方陣的測(cè)試提供精準(zhǔn)的測(cè)試結(jié)果，從而保障航天器的穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行。但原標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于1986年，距今已經(jīng)有35年，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容不能覆蓋目前航天用標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池的需求，已落后于當(dāng)前的科技發(fā)展，無(wú)法滿足航天需要。近年來(lái)了隨著航天業(yè)的發(fā)展，航天器對(duì)能源供給提出了更高的要求，已經(jīng)從單晶硅電池技術(shù)發(fā)展到目前更高效和更耐久的砷化鎵多結(jié)太陽(yáng)電池技術(shù)，而與多結(jié)砷化鎵太陽(yáng)電池相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池又沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。修訂的主要內(nèi)容和依據(jù)闡述如下：a)修訂標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，原標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍為單晶硅太陽(yáng)電池，只能覆蓋目前約不到2%的航天太陽(yáng)電池，通過(guò)修訂其范圍增加了對(duì)砷化鎵單結(jié)和多結(jié)標(biāo)準(zhǔn)光伏電池的覆蓋，使其覆蓋到目前99%以上的航天太陽(yáng)電池。b)依據(jù)GB/T1.1對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新梳理和編排，——增加了1范圍章節(jié)，內(nèi)容為標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定內(nèi)容和適用范圍；——增加了2規(guī)范性引用文件章節(jié)；——增加了3術(shù)語(yǔ)和定義章節(jié)。c)對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)1品種、等級(jí)和參數(shù)章節(jié)進(jìn)行修訂，具體如下：——?jiǎng)h除1.1品種章節(jié)，內(nèi)容歸入4.1命名方法中；——1.2結(jié)構(gòu)和幾何章節(jié)內(nèi)容歸入4.5制備要求中，其中結(jié)合當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)電池標(biāo)定和工作標(biāo)準(zhǔn)電池的使用的實(shí)際情況，更新了標(biāo)準(zhǔn)電池的推薦封裝結(jié)構(gòu)，即一級(jí)和二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池推薦采用全密封式結(jié)構(gòu)或采用帶玻璃蓋片的單體太陽(yáng)電池，而工作標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池推薦采用帶玻璃蓋片的單體太陽(yáng)電池或采用裸電池?！?.3.1至1.3.3章節(jié)內(nèi)容放入章節(jié)3中，并結(jié)合GB/T6496中術(shù)語(yǔ)定義對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容中不適合當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)電池要求的內(nèi)容進(jìn)行刪除；——1.3.4參數(shù)章節(jié)放入7.1章節(jié)中，其中具體參數(shù)的要求見(jiàn)附錄C履歷表。——1.3.5命名方法章節(jié)歸入4.1命名方法章節(jié)，其中將原單晶硅電池命名部分中的P型和N型進(jìn)行合并，并新增了三結(jié)和四結(jié)太陽(yáng)電池的命名內(nèi)容。d)原標(biāo)準(zhǔn)2技術(shù)要求章節(jié)歸入4標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池的要求章節(jié)，并進(jìn)行如下修訂：——但隨著光伏電池技術(shù)的發(fā)展，一方面電池的外形尺寸、柵線尺寸以及電極尺寸種類(lèi)多樣性增多，另一方面在選用常用工藝和材料精心制作后，這些尺寸參數(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電池性能和穩(wěn)定性的評(píng)估不會(huì)產(chǎn)生影響，因此刪除了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電池制作中相關(guān)參數(shù)尺寸的要求。但電極和電池的缺陷卻會(huì)對(duì)電池性能和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因而在外觀中增加了對(duì)電極外觀和電池機(jī)械缺陷的檢查部分?！獙?duì)標(biāo)準(zhǔn)電池填充因子的要求進(jìn)行了修改，由于多結(jié)標(biāo)準(zhǔn)電池的引入，不同結(jié)PN材料帶隙變化大，填充因子偏差較大，因而將填充因子的要求更改為：當(dāng)電池PN結(jié)材料帶隙小于0.9eV時(shí)，填充因子FF應(yīng)大于0.6；當(dāng)電池PN結(jié)材料帶隙不小于0.9eV時(shí)，填充因子FF應(yīng)大于0.7。e)原標(biāo)準(zhǔn)3試驗(yàn)方法章節(jié)歸入5試驗(yàn)方法中，其中將試樣篩選和標(biāo)樣篩選合并進(jìn)行，將篩選試驗(yàn)更改為外觀、電性能測(cè)量、高低溫循環(huán)和光照試驗(yàn)。當(dāng)前太陽(yáng)電池技術(shù)發(fā)展成熟，太陽(yáng)電池穩(wěn)定性得到極大提高，并已經(jīng)在日常的鑒定測(cè)試試驗(yàn)和航天應(yīng)用過(guò)程中得到了進(jìn)一步驗(yàn)證，原標(biāo)準(zhǔn)中試樣篩選及進(jìn)行封裝后的標(biāo)樣篩選的分類(lèi)已不再適用，相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中也未包含相關(guān)分類(lèi)。原標(biāo)準(zhǔn)中的環(huán)境和力學(xué)試驗(yàn)可能會(huì)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電池產(chǎn)生不可逆的影響，這些影響可能會(huì)在后期的貯存和使用中降低標(biāo)準(zhǔn)電池的穩(wěn)定性。對(duì)國(guó)內(nèi)外光伏標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)研，如IEC60904-2和ISO15387等，僅對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電池進(jìn)行外觀、電性能和光衰的篩選試驗(yàn)，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電池可能的標(biāo)定環(huán)境和使用環(huán)境，結(jié)合GB/T42633進(jìn)行了高低溫循環(huán)試驗(yàn)的設(shè)定。光照試驗(yàn)中將輻照要求更新為AM0光譜和對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)要求，并且新增了溫度控制的要求25℃±5℃。試驗(yàn)設(shè)備和檢測(cè)儀器中依據(jù)GB/T6494對(duì)電性能測(cè)試設(shè)備的要求進(jìn)行了更新。f)原標(biāo)準(zhǔn)4標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池的傳遞歸入6標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池的標(biāo)定和傳遞，新增規(guī)定了一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電池的標(biāo)定依據(jù)為GB/T6496-2017；規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池的傳遞方法，包含一級(jí)傳遞至二級(jí)，二級(jí)傳遞至工作標(biāo)準(zhǔn)電池，而在相關(guān)標(biāo)定方法中，除原標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的使用太陽(yáng)模擬器外，結(jié)合IEC60904-2和ISO15387引入了地面太陽(yáng)光下進(jìn)行標(biāo)定的方法以及對(duì)標(biāo)定過(guò)程進(jìn)行了更新，修訂了對(duì)太陽(yáng)模擬器的要求和增加了對(duì)地面太陽(yáng)光的要求。g)5維護(hù)、保管和運(yùn)輸章節(jié)中，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電池的偏差要求明確為年漂移要求，使得標(biāo)準(zhǔn)電池的穩(wěn)定性評(píng)估具有可操作性。因當(dāng)前電池貯存中溫控箱的使用，將標(biāo)準(zhǔn)電池的貯存溫度范圍進(jìn)行更新，進(jìn)一步提高標(biāo)準(zhǔn)電池的穩(wěn)定性。h)依據(jù)GB/T6495.2中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電池結(jié)構(gòu)和幾何的要求對(duì)附錄A進(jìn)行了修訂，使得標(biāo)準(zhǔn)電池的制作具有統(tǒng)一性。i)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)評(píng)審會(huì)議的要求，將標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)更改為《航天用標(biāo)準(zhǔn)光伏電池》，以做到與其他光伏標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)一致性的。三、主要試驗(yàn)[或驗(yàn)證]情況分析編制組利用中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所在航天用太陽(yáng)電池方面的研發(fā)和制備能力，使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法制作了砷化鎵標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池，進(jìn)行了電池封裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和篩選試驗(yàn)，并在國(guó)內(nèi)的西北地區(qū)開(kāi)展了標(biāo)準(zhǔn)電池的高空標(biāo)定，然后依據(jù)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電池，按照標(biāo)準(zhǔn)中的方法進(jìn)行了一級(jí)至二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電池、二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電池至工作標(biāo)準(zhǔn)電池在太陽(yáng)模擬器下的傳遞工作，深入驗(yàn)證了標(biāo)準(zhǔn)方法的可行性和有效性。本標(biāo)準(zhǔn)的編訂為航天用標(biāo)準(zhǔn)電池的制作、篩選以及標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池的傳遞提供指導(dǎo)，增大了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，使得標(biāo)準(zhǔn)更能涵蓋當(dāng)前航天用太陽(yáng)電池的技術(shù)發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了航天用標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池的類(lèi)別、規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池的外觀、物理性能和電性能要求，規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池制作、篩選試驗(yàn)要求以及標(biāo)準(zhǔn)電池?cái)?shù)值傳遞和標(biāo)準(zhǔn)電池維護(hù)保管和運(yùn)輸?shù)囊蟆闇y(cè)試實(shí)驗(yàn)室或廠家進(jìn)行航天用標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池制作提供指導(dǎo)，為校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池的傳遞提供方法，為生產(chǎn)廠家、總體單位和測(cè)試機(jī)構(gòu)進(jìn)行太陽(yáng)電池性能測(cè)試時(shí)提供輻照度評(píng)估的基準(zhǔn)，從而更好的服