谈太阳模拟器及IV测试系统选择的技术要点.pdf

谈太阳模拟器及IV 测试系统选择的技术要点 天祥太阳能源科技有限公司 () dyesuntech@163.com 摘要：太阳电池产品的销售价格主要取决于太阳电池能够产出的峰值瓦特数，正确选择一款 合适太阳模拟器准确测试太阳能电池（组件）的发电性能参数（如最大化输出功率和转换效 率）对一个太阳能光伏企业非常重要。在对太阳模拟器进行选择的时候，需综合考虑太阳模 拟器的模拟光源等级及使用寿命、I-V 测试系统、控温系统，以及太阳模拟器制备厂家的制 备经验，选择适合本企业产品类型的高性价比的太阳模拟器。 关键词：太阳模拟器 光源 I-V 测试系统 中国的光伏产业在2004 年之后经历了快速发展的过程，连续 5 年的年增长率超过 100%，2010 年中国光伏电池产量已超过全球总产量的50% 。目前已有数十家太阳能光伏 公司分别在海内外上市，诞生了如无锡尚德、保定英利、宁晋晶澳等一批具备较强国际竞争 能力的太阳能光伏企业。由于太阳能光伏产品的价格不像其它产品那样是以尺寸、重量或件 数为公制来衡量，太阳电池产品的销售价格主要取决于太阳电池能够产出的峰值瓦特数，这 就决定了太阳能光伏行业是一个以产品质量（高转换效率）为驱动的产业和商业模式，也同 样突出了正确选择一款合适太阳模拟器，准确测试太阳能电池性能参数（如最大化输出功率 和转换效率）的重要性。反之，太阳模拟器选择不合理带来的测量误差，则会直接导致太阳 能光伏企业和客户之间的经济损失和贸易争端。 太阳模拟器测试原理图如图一， 图一太阳模拟器测试原理图 目前，市场上对每一种应用和价位都有不同型号的产品，还有许多正在开发过程中，利 用太阳模拟器对太阳能电池进行测试，是研究的需要，也是质量保证和生产所需。对于不同 的行业，如用于太空或者在地面，测量精度、速度和参数的重要性会有不同，但在选择太阳 模拟器时，不管哪种型号，我们需重点关注太阳模拟器以下两个关键部件： 1. 太阳模拟器的模拟光源 光源是模拟器中最能体现技术含量的部分。目前商业化太阳模拟器分为两类，一类是稳 态模拟器(例如滤光氙灯,双色滤光钨灯-ELH 灯或改进的汞灯),这类模拟器适用于单体电池 和小尺寸组件的测试.另一类是脉冲模拟器, 由一个或者两个长弧氙灯组成，这类模拟器在大 面积范围内的辐照均匀度好，适合大尺寸组件的测试。国际标准 IEC 60904-9 根据光谱匹 配度（spectral match ， SM ）、辐照不均匀度（irradiance non-uniformity，IU）和辐照不稳 定度(temporal instability)，把光源分为ABC 三级。根据标准，只要光谱匹配度在0.75-1.25 之间，不均匀度在±2% ，LTI 在±2% ，STI 在±0.5%，就属于A 级光源（AAA ），具体详 见太阳模拟器等级分类要求见（表一）， 表一：太阳模拟器等级分类表 等级 光 谱 匹 配 度 辐照不均匀度 辐照不稳定度(temporal （ spectral （irradiance instability) match） non-uniformity） 瞬时不稳定度 长期不稳定度 （LTI） （STI ） Class A 0.75 – 1.25 ± 2% ± 0.5% ± 2% Class B 0.6 –1.4 ± 5% ± 2% ± 5% Class C 0.4 – 2.0 ± 10% ± 10% ± 10% 下面就光源质量的三个重要做进一步的介绍。 光谱匹配度：光谱匹配度的定义是模拟光在6 个光谱范围内与太阳光的匹配程度，用 百分比来表示。任何数据的偏离情况就能对模拟器匹配程度的等级进行划分。对于AAA 级 产品，理想的匹配百分比范围是0.75 到1.25。由于Pasan 拥有更为优良的滤波镜片，使 得Pasan 的光源表现出色，其LMT 和VLMT 两个系列的光源，已达到了AA 级标准