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1、1 Procedure to measure cell Efficiency 测量电池片转换效率的流程 为什么要做光谱失配因子的修正 如何做修正 在什么条件下可以不要做 2 Facts affect cell s efficiency measurement 影响测量精度的因素 设备与设备之间 生产厂和模组厂 客户 之间 不同工艺的标准电池片和电池片之间 温度对测量精度的影响 探针的排列对测量精度的影响 3 能否自己制作二级参考电池片 从德国标准电池片复制内部使用电池片 4 Standard Test Condition 标准测试条件 5 Class AAA Solar simulator 3
2、A 级太阳能模拟器 热线电话 0510 88205025 网址 Standard Test Condition STC 标准测试条件标准测试条件 标准测试条件由以下三个条件组成 标准测试条件由以下三个条件组成 Solar spectral irradiance distribution 太阳光谱分布 AM1 5G Air Mass 1 5 Global Irradiance level 光强1 000 W m Cell Temperature 电池片P N结的温度 25 C 热线电话 0510 88205025 网址 AM1 5G 光谱 ASTM G173 03 Reference Spect
3、ra 0 00 0 25 0 50 0 75 1 00 1 25 1 50 1 75 2 00 25050075010001250150017502000225025002750 Wavelength nm Spectral Irradiance W m 2 nm 1 Global tilt W m 2 nm 1 Direct circumsolar W m 2 nm 1 1 硅片能吸收的波长范围 350nm to 1200nm 所以在考虑光谱匹配时 只需要考虑 400nm 1100nm 这个范围 2 AM1 5G 的光谱是一种理想的光谱 顶级太阳能模拟器能模拟的光谱近似度大约在 15 热线电
4、话 0510 88205025 网址 Solar Simulator 太阳能模拟器 1 模拟器是在6个不同的光谱段范围内 以功率的分布比例的多少 计算拟合度 2 以此模拟器为例 它的光谱分布在400nm至600nm是偏高 600nm 至800nm 是偏低 900nm至 1100nm也是偏低 3 如果 你的高效太阳能电池片的效率改进是在光谱600 nm 至800nm 之间 那么实际测量出来 的电池片效率就会偏低 如果没有光谱匹配修正 4 反至 如果 你的高效太阳能电池片的效率改进是在光谱400 nm 至600nm 之间 那么实际测 量出来的电池片效率就会偏高 热线电话 0510 88205025
5、 网址 0 00 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 300400500600700800900100011001200 Eff 16 8 Eff 18 1 热线电话 0510 88205025 网址 Solar Simulator 太阳能模拟器 0 5 10 15 20 25 30 400 500500 600600 700700 800 800 900 900 10001000 1100 Up Limit AM 1 5G low Limit Simulato r Spectral mismatch 17 至 16 Spectral mismatch 14
6、至 17 Q1 那一个class A 的模拟 器更好 热线电话 0510 88205025 网址 模拟器的光谱如何影响测量的准确度 一般是如何标定太阳能模拟器 从Franhofer的标片证书 中 找出Isc的数值 调节模拟器的光强 使得 实际测量得出的Isc 等于 Isc ed2 2008 标定证书上 的电流 一般的理解 标定完成 Q1 模拟器的光谱似乎不重 要 Q2 标定证书上的电池片的光 谱响应特性有什么用 热线电话 0510 88205025 网址 模拟器的光谱如何影响测量的准确度 事实是 在模拟器的光谱和光强条件下 产生了于AM1 5G条件下同等电子 电 流 但是 产生光电子的比例是不
7、等同AM1 5G的光能量分布的 也就是说 用单色的红光 绿光也能产生同等数量的电子 电流 只要光强足够 Isc ed2 2008 Eam1 5G SR d Isc K Es SR d Eam1 5G AM1 5G的理想光谱 Es 太阳能模拟器的光谱 K 模拟器光强调节系数 正确的方法是 应该考虑光谱失配因子 M 热线电话 0510 88205025 网址 模拟器的光谱失配因子计算公式 0 20 40 60 80 100 300400500600700800900100011001200 Wa v e le ngt h 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 40050060070080
8、090010001100 Wa ve l e ngt h nm 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 40050060070080090010001100 Wa v e le ngt h nm 0 20 40 60 80 100 300400500600700800900100011001200 Wavelengt h 参考 标准电池片的光谱响应 被测试电池片的光谱响应太阳能模拟器的光谱 AM1 5G 太阳能的光谱 热线电话 0510 88205025 网址 太阳能模拟器的标定程序太阳能模拟器的标定程序 标定证书上的 Isc ed2 2008 标定证书上的 Isc ed2 2008
9、设定模拟器的光强 Isc Isc ed2 2008 M 设定模拟器的光强 Isc Isc ed2 2008 M 在此条件 下 测量IV 曲线 在此条件 下 测量IV 曲线 参考数值 参考数值 在新加坡太阳能研究院 超级太阳能模拟器上标 定 它的光谱失配 10 单晶 效率18 1 M 0 998 多晶 效率16 8 M 0 994 热线电话 0510 88205025 网址 在何种条件下不需要考虑光谱失配因子在何种条件下不需要考虑光谱失配因子 1 在ST SR 被测试电池片的光谱响应和标准电池片的光谱响应一样的条件下 2 在Es ER 太阳能模拟器的光谱和AM1 5G的标准光谱一样的条件下 这也
10、就是 为什么我们希望太阳能模拟器的光谱失配度越小越好 目前能做到的比较好的光谱失配度 10 1 热线电话 0510 88205025 网址 自行制作 复制二级电池标准电池片 1 挑选具有和德国标定的电池片相同光 谱响应特性的电池片 M 1 2 用德国标定的电池片标定I V测试机 台 v Isc 标定光强 v Voc 标定温度 v 确保Eff 3 在此条件下 测量 Isc 和 I V 特性曲线 热线电话 0510 88205025 网址 用Voc 参数来标 定 电池片温度 用 Isc M 参数来标 定模拟器光强 确认 填充因子 FF 和 转换效率 EFF 自行制作 复制二级电池标准电池片 热线电
11、话 0510 88205025 网址 影响电池片测 量精度的因素影响电池片测 量精度的因素 之一之一 没有修正光谱失配因子没有修正光谱失配因子 不同测试设备采用的模拟器不同 因而有不同的模拟太阳光 谱 造成设备和设备之间的测量误差 造成设备和设备之间的测量误差 厂商和客户设备之间的测量误差 厂商和客户设备之间的测量误差 主要表现在主要表现在Isc的不同 的不同 模拟器采用的氙灯 发出的光谱随着灯的寿命而变化 光谱的能 量随着使用时间向红外漂移 红外的能量分布增加 紫外减少 造成相同设备在灯管新旧状况下的测量误差 造成相同设备在灯管新旧状况下的测量误差 热线电话 0510 88205025 网址
12、 Standard Test Condition STC 标准测试条件标准测试条件 标准测试条件由以下三个条件组成 标准测试条件由以下三个条件组成 Solar spectral irradiance distribution 太阳光谱分布 AM1 5G Air Mass 1 5 Global Cell Temperature 电池片P N结的温度25 C Irradiance level 光强1 000 W m 热线电话 0510 88205025 网址 标准测试条件标准测试条件之二之二 Cell Temperature 电池片P N结的温度 25 C 1 当电池片吸附在温控台后 电池片的背面
13、和正面之间有一定的温差 2 电池片正面的温度受环境温度 室温的影响 热线电话 0510 88205025 网址 如何标定电池片的温度 调节测试台的温度 实际测量的Voc Voc 标定证书 热线电话 0510 88205025 网址 影响电池片测 量精度的因素影响电池片测 量精度的因素 之二之二 没有标定温度没有标定温度 通常生产线不带温控测试台 它采用固定的温度系数 用软件 来修正 温差越大 修正的的误差也越大 温差越大 修正的的误差也越大 是否所有的电池片 不同工艺 不同材料的电池片有相同的温度是否所有的电池片 不同工艺 不同材料的电池片有相同的温度 系数 系数 主要表现在主要表现在Voc的
14、不同 的不同 如果模组厂的IV测试台不带温控测试台 它也采用固定的温度 系数 用软件来修正 Voc 的数值不同会影响Eff FF的数值 热线电话 0510 88205025 网址 Standard Test Condition STC 标准测试条件标准测试条件 标准测试条件由以下三个条件组成 标准测试条件由以下三个条件组成 Solar spectral irradiance distribution 太阳光谱分布 AM1 5G Air Mass 1 5 Global Cell Temperature 电池片P N结的温度 25 C Irradiance level 光强1 000 W m 热线
15、电话 0510 88205025 网址 标准测试条件标准测试条件之三之三 Irradiance level 光强1 000 W m I IL ID ISH 对于高质量的电池片 Rs很小 Rsh很 大 当V 0V Isc IL 光子转换的电流 所以断路电流 与光强成正比 用Isc 来标定光强是 比较合理的方法 电池片的等效电路 Isc IL K Es SR d 是否可以用效率 Eff 填充因子 FF 来标定模拟器的 光强 热线电话 0510 88205025 网址 影响FF和EFF 的因素 1 探针的分布 它可以平均电流密度的不均匀 它可以平均电流密度的不均匀 模拟器光强的不均匀和电池片光谱响应
16、 的不均匀都会造成电流密度的不均匀 VS k1V1 k2V2 K3V3 K13V13 I I1 I2 I3 I13 热线电话 0510 88205025 网址 影响I V 特性测量重复精度的因素影响I V 特性测量重复精度的因素 1 光源的稳定性 2 光电传感器的软件和硬件的补偿能力 3 电压探针的接触电阻 4 测试台的温度控制精度 5 测试台的真空吸附能力和电压测量探针的接触可靠性 热线电话 0510 88205025 网址 太阳能电池片效率的测试流程太阳能电池片效率的测试流程 在在已经已经有有了了太阳能电池标片的太阳能电池标片的情情况下况下 测量被测试电池片的光谱响应 测量太阳能模拟器的光谱 计算 光谱失配因子 mismatch Fact 标定太阳能模拟器的光强 标定控温测试台的温度 测量 I V 曲线 计算参数 热线电话 0510 88205025 网址 谢 谢 地址地址 无锡市无锡市新新区区新新华路华路5号创号创新新创意产业园创意产业园A栋栋10楼楼 光光伏伏组件 组件 0510 88205025 PVTEST 本课本课件件内容仅供技术探讨内容仅供技术探讨 部分部分素材素材来源
