| 通过实验可以看出，当温度系数设定合适时，太阳模拟器在15℃~35℃温度范围内的测试误差小于1%。所以要使模拟器的测试结果受温度影响最 小，就必须保证设定温度系数值的准确性。 表2 温度修正合适时组件的输出特性
注：①通过以上方法对不同效率、不同规格、不同排列形式的太阳电池组件进行测试得到，太阳电池组件的排列形式不同，则其温度系数可能不同；②被测组件的实际温度应采用相应速度较快的非接触式红外测温仪测量。如果使用热电偶式温度传感器进行测温，尽量使热电偶式温度传感器完全接触在组件表面，否则电偶式温度传感器测试的是环境温度，这需要尽量保证测试的环境温度和标准组件的温度和被测组件的温度为同一温度，才能保证测试的准确性；③但是利用温度系数通过公式对测试结果进行修正，总不能真实反应标准条件下的实测值，所以在测试过程中应该尽量使测试环境温度与组件温度维持在25℃。 3 太阳模拟器的光强设置对测试结果的影响 氙灯具有一定的使用寿命，光强会随着氙灯使用次数的增加而衰减。针对这一情况，考查了光强对输出特性影响，实验过程中，只改变测试光强，其他测试条件不变，对一块220W的组件进行电性能测试结果如图1、表3所示。
图1 不同光强下的输出特性曲线 表3 不同光强下的输出特性
实验表明，Isc和光强几乎成线性关系，光强的变化直接影响了功率值，所以在日常使用模拟器时，需要定期检测光源的耗损情况，监控光强的大小，定期校准，使其稳定在一定范围内，这样才能保证模拟器测试结果的准确。 4 标准组件的标定值对测试结果的影响 在使用太阳模拟器对组件进行测试之前，需要使用标准组件对太阳模拟器进行校准。标定组件的国内测量机构有许多家，但是不同的测量机构对组件的标定结果不尽相同，TUV允许功率的测试不确定度小于等于±2%，不同测量机构的标定结果偏差都在±2%范围内。 在两所测量机构对同一块组件进行标定，其标定参数如表4所示。使用这两种参数校准太阳模拟器，分别测试9块样品组件，如表5~6所示。 表4 不同测量机构对同一组件的标定数据
对比表5~6得出，不同的标准导致测试结果存在 偏差。所以为了消除这种误差，尤其是在大规模的生产中，需要使用同一测量机构标定的标准组件，或者使用客户认可的测量机构标定的标准组件。 5 模拟器的级别对测试结果的影响 太阳模拟器的测试具有不准确性，但是不同级别的模拟器对测试产生的误差是不同的。GB/T 12637-90《太阳模拟器通用规范》[4]中规定，太阳模拟器的级别由它的各个单项技术指标的最低级别确定，划分为A、B、C三个级别，相应技术指标如表7所示。 表7 太阳模拟器的级别
可见A级模拟器在性能上明显优于B级和C 级模拟器，这就可以保证A级模拟器的测试结果有较高的精度。 一般，A级太阳模拟器是通过检测电池的一个灵敏度系数来控制Isc，进而控制和Isc成线性比例关系的氙灯光强。而目前一些达不到A级标准的模拟器，只能通过调整充电电压来校准光强，不能保证其光强满足国标[1]规定的1000W/m2测试条件。所以A级模拟器测试结果的精确度要高于B级和C级模拟器。 6 结论 本文介绍了影响太阳模拟器测试精度的主要因素：太阳模拟器温度系数的设定、太阳模拟器光强的设置、标准组件的标定值、太阳模拟器的级别，并针对这些因素提出了应对措施。其中重点介绍了组件温度系数的设定值对测试结果的影响，并通过实验总结出了多晶硅电池组件正确的温度系数值设定值，使得太阳模拟器在15℃~35℃温度范围内的测试误差均小于1%。虽然本研究得到修正参数值并不适合所有厂家的多晶硅太阳电池组件，但是给出的确定多晶硅太阳电池组件温度系数和曲线修正系数的方法，在实际应用中，具有一定的指导意义。 参考文献 [1] IEC 60904.9-1995 Photovoltaic devices Part 9: Solar simulator performance requirements. [2] GB/T 6495.4-1996 晶体硅光伏器件的I-V实测特性的温度和副照度修正方法. [3] 包诞文, 张建中. 物理电源[M]. 北京:电子工业出版社, 1985:48-49. [4] GB/T 12637.90-1991 太阳模拟器通用规范. |
