浅谈太阳模拟器选择的技术要点

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1、浅谈太阳模拟器选择的技术要点：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%，

2、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

3、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:　　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

4、，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IEC60904-9根据光谱匹配度（spectralmatch，SM）、辐照不均匀度（irradiancenon-uniformity，IU）和辐照不稳定度(temporalinstability)，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

5、于A级光源（AAA），具体详见太阳模拟器等级分类要求见（表一）　　下面就光源质量的三个重要指标做进一步的介绍。　　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都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，比IEC的A级标准高出一倍：SM<±12.5%，IU<1%，LIT<1%，STI<0.5%，模

6、拟器光谱图详解图2。　　辐照的均匀度：是指在指定测试区域的辐照度应达到一定的均匀度，光照均匀性是最难达到和保持一项指标，工作面积上的强光点会导致被测电池效率产生的严重误差和其他性能的紊乱。AAA级产品就能将这种强光点对产品的影响降到最低，其空间均匀性严格控制于≤±2%。　　辐照的稳定度：辐照稳定度是AAA级标准的第三项性能参数指标，它要求模拟器的输出光束长时间保持稳定的照度以确保太阳能电池效率测定的精确性，对于辐照不稳定度，还细分为长期不稳定度（LTI）和短期不稳定度（STI），分别对应整个IV测试过程中辐照度的变化和取点过程

7、中辐照度的变化。脉冲时间对于晶体硅电池而言，是完全没有影响的，因为其响应时间（responsetime或者delaytime）非常短，在测试仪采集数据的时候，电池早已达到饱和。但是对于染料敏化电池、非晶硅薄膜电池尤其是多结、HIT和Sunpoe）从几个ms到几百个ms不等，其响应时间在取点时太阳电池是否已经饱和稳定，是个必须认真考虑的问题。　　2I-V测试系统　　太阳能产业的成长增加了对太阳能电池（及太阳能模组）测试和测量解决方案的需求，所有I-V测试系统都主要由电子负载，数据采集和计算机等设备构成。进行IV曲线测试，要在极短

8、的时间内，通常几个ms到十几个ms，记录辐照度、电流和电压信号。但随着计算机的发展，这已经不是问题，就算最低的太阳模拟器QuickSun，以10bits的速度，也能在2ms内同时采集辐照度，电流和电压信号，取得4096个数据组，然后将邻近8个平均，得到512个IV曲线数据点，