| 摘要：给出了光伏发电的相对光谱响应的脉冲光源测试法，响应的测试装置无需锁相放大器和斩波器。测试方法新颖，测试仪器简单可靠，为光伏电池参数的工程测试提供了一种有效的手段。 关键词：光伏电池 相对光谱响应 脉冲光源 测试装置 光谱响应就是光电器件在入射光的确定波长处所产生的光电流大小的定量度量。光谱响应测试分为相对光谱响应测试和绝对光谱响应测试。绝对光谱响应为单位辐照度所产生的短路电流和入射光波长的函数关系；相对光谱响应则为归一化的绝对光谱响应。 光谱响应测试在科学研究以及工程实际中占有十分重要的地位。如人眼睛的视觉函数V（λ），从本质上讲，是一种光谱响应函数，它是辐射测量过渡到光度测量的桥梁。再如光辐射探测器，只有测得其光谱响应特性，才可进行光辐射探测。对于光伏电池，它的两个最重要的参数是扩散长度和少数载流子浓度，而光谱响应数据为推断这两个参数提供了重要的信息，同时为检测光伏电池的质量提供了一种必要的手段。 光伏电池光谱响应测试 ，许多光伏电池研究人员和工程人员已经做了不少工作。美国国家标准局规定使用稳态模拟太阳光源进行光伏电池的光谱响应测试。美国Delaware大学使用EHL碘钨灯作为太阳模拟器设计出一套光谱响应自动测试仪。我国长春应用化学研究所使用稳态Xe灯作为太阳模拟器研制出一套光谱响应测试仪。 本文使用短脉冲Xe灯作为太阳模拟器进行光伏电池的光谱响应测试。由于短脉冲Xe灯的光强及脉冲性，从而取消了斩波器、锁相放大器和偏置光源灯辅助设备，使得测试仪器简单而可靠，适用于工程测试并可推广应用。 1 测试装置及其原理 测试装置主要由短脉冲Xe灯、单色仪、光伏电池、计算机、打印机等组成。原理框图见图1.下面分别简单阐述一下测试仪的各个主要组成部分。
1.1 单色仪透射比的测量 图1的测试装置中，我们使用了德国Zeiss公司生产的单色仪。由于单色仪的透射比与波长的关系不是线性的，因而会影响相对光谱响应的测试结果。由于该原因，需要测出单色仪的透射比与波长的关系曲线，利用该曲线来修正光伏电池的光谱响应的测试结果。由于该原因，需要测出单色仪的透射比与波长的关系曲线，利用该曲线来修正光伏电池的光谱响应测试结果。测量单色仪透射比与波长关系曲线的装置如图2所示。图3为单色仪透射比的测试结果。
1.2 脉冲Xe灯 在测试中，使用脉冲Xe灯作为太阳模拟器。脉冲Xe灯能产生强度很高的短脉冲光辐射。图4给出了各种光源的光谱曲线。从图4中可见，0.4~0.8μm波段，短脉冲Xe灯的光谱特性与标准光源的特性十分吻合，0.8~1.1μm波段，其光谱特性与标准光源的特性也基本吻合，所以短脉冲Xe灯作为太阳模拟器既理想又经济，进一步，短脉冲Xe灯的光强使得测试仪结构简单而可靠，同时可以取消稳态光源测试方法中的偏置光源。 1.3 测试电路 由于脉冲Xe灯的脉冲光的峰值持续时间大约为10~20μs，同时由于单色仪的存在大幅度地降低了光强，因而对测试电路的要求较高。这就要求电流放大电路稳定、信噪比高，并且要有告诉采样保持电路。 2 对几种光伏电池的测试结果
图5中实测曲线1、2、3和4分别是镀膜多晶硅电池、硫化铜电池、光面细栅电池盒硫化镉/硫化铜电池的的相对光谱响应曲线。它们分别是由几个测试点通过三次样条函数拟合得出的。从图5的测试结果与文献中其它测试结果比较发现与相对光谱响应的测试结果十分一致，说明本文方法的可行性。该测试装置不需要斩波器、锁相放大器以及为避免光伏电池的非线性效应而加入的偏置光源。该测试方法比其它测试方法简单，适用于工程测试。 |
