光伏器件_第2部分:标准太阳电池的要求
光伏器件 第2部分：
标准太阳电池的要求
1 范围
本标准规定了晶体硅标准太阳电池的分类、选择、封装、标志、标定及维护的要求。
2 概述
标准太阳电池是专门标定过的太阳电池，它通过标准太阳光谱辐照度分布来测量辐照度或设定太阳模拟器辐照度。
标准太阳电池有两种类型：
—— 一级标准太阳电池：以与标准世界辐射计基准(W.R.R)相一致的辐射计或标准检测器为基准标定的标准太阳电池。
—— 二级标准太阳电池：在自然或模拟太阳光下，对照一级标准太阳电池标定的标准太阳电池。
3 选择
至少选两片太阳电池做标准太阳电池的标定用。所选择的太阳电池的光谱响应应使在其将来的电性能测量中，由于光谱响应的失配引起的误差小于±1%。光潜失配误差应按将要出版的有关IEC 标准规定的方法计算。
标准太阳电池应为稳定的器件，即它们的光伏特性变化值应不大于其初始标定值的5%(见第10章) 。
4 温度测量
测量标准太阳电池结温的方法应使测量准确度达到±1℃。
5 电气连接
与标准太阳电池的电连接应由四线接触方式(Kelvin探针) 组成。
6 标定
每一片标准太阳电池都应经过标定，在25℃±2℃以在标准光谱辐照度分布下每单位辐照度的短路电流值(A ⋅W -1⋅m -2) 来表示。
一级和二级标准太阳电池的标定方法见第11章和12章。每片标准太阳电池的相对光谱响应和短路电流的温度系数应按有关IEC 标准测量(在考虑中) 。
7 数据单
每次标定标准太阳电池时，数据单中应记录下列内容：
——识别号；
——类型(一级或二级) ；
——电池制造厂；
——材料类型；
——封装类型；
——标定机构；
——标定地点和日期；
——标定方法(参照标准) ；
——辐射计或标准灯的特性；
——一级标准太阳电池识别号； 适用时
——模拟器特性；
——温度传感器的类型；
——相对光谱响应；
——短路电流的温度系数； }
——标准测试条件(S. T. C.)下的标定值(A ⋅W
——准确度要求。
-1⋅m -2}) ；
8 标志
每片标准太阳电池都应带有清晰又不易擦掉的识别号，以便查找相应的数据单。
9 封装
9. 1 自然太阳光下测量
在自然太阳光下测量时，标准太阳电池和被测样品(电池、电池组合条、组件) 对入射辐射的几何分布的变化应具有相同的响应。
为此，在测量多片电池封装而又非法线入射的情况下，标准电池应封装在一个多个电池封装的单元内(见图1，这时，框架、封装材料与封装方式、标准电池周围电池的形状、尺寸和排布应与被测组件相同。排布在标准太阳电池周围的，可以是真实的电池，也可以是具有相同光学特性的模拟电池。图1中虚线表示室外测量时多个电池封装的允许最小尺寸。
9. 2 太阳模拟器下测量
9. 2. 1 某些太阳模拟器在被测样品与模拟器之间存在光的多次反射，测量面的辐照度可能会因被测样品是否在测量面上而有所变化。
9. 2. 2 因此，为了准确地测定样品在测试面上时的辐照度，在这种模拟器下使用的标准太阳电池应与被测样品的封装方式相同，以使因多次反射而引起的辐照度变化对标准电池和被测样品而言是相同的。
在太阳模拟器下测量时，为了能反映由多次反射而引起的任何轻微误差，标准太阳电池应单独封装；或者在不经常使用的情况下，将标准太阳电池不加封装地安装在温度控制块上。
另外，还要遵守在自然太阳光下测量时对标准太阳电池所规定的要求。
9. 3 单个电池封装
在需要使用单个封装电池时，建议：
9. 3. 1 视角至少为160°。
9. 3. 2 电池视角范围内封装表面应具有不反射特性，在电池光谱响应的波长范围内，吸收至少达到0.95。
9. 3. 3 贴电池所用的材料在电气性能和光学性能方面不应衰降，其物理特性在规定的使用期间内应保持稳定。
9. 3. 4 建议使用保护窗口，如果标准太阳电池用于标定或在总辐射太阳光下使用，窗口和电池之间的空间应填充稳定而透明的封装材料。封装材料的折射率应与窗口材料的折射率相近(在10%以内) ，以使在大入射角时，内部反射光引起的误差减到最低。封装材料的透明度，完整性和粘着性都不应受紫外光和工作温度的影响而变坏。
图 2 为一个适用的单个电池封装的示例。
10 标准太阳电池的维护
应保持标准太阳电池的封装窗口清洁，避免划痕。
应防止无封装的标准太阳电池遭受损伤、污染或衰变。
经常使用的标准太阳电池的标定值应至少一个月校对一次，在同一个辐照度下比较它们的短路电流。如果短路电流之比的变化值超出±1%，应重新对这些电池进行标定。 所有的标准太阳电池至少每12个月重新标定一次。
11 一级标准太阳电池的标定
标定方法和标定实施都应达到高水平，准确度在±n%以内。(n：待定)
注：准确度(按ISO 标准所采用的) 取决于标定所用的方法，然而重复性能够达到±1%。
12 二级标准太阳电池的标定
应在自然太阳光或太阳模拟器光源下，以一级标准太阳电池为基准对二级标准太阳电池进行标定。一级和二级标准太阳电池的光谱响应应相互匹配，使得在标定所用的光照下光谱失配误差小于±1%，失配误差计算方法按有关IEC 标准规定(在考虑中) 。
12. 1 自然太阳光
应在下列条件下完成自然太阳光下太阳电池的标定：
12. 1. 1 晴朗、太阳光充足的天气，散射辐射不大于总辐射的25%。
12. 1. 2 太阳周围半角30范围内无明显云层。
12. 1. 3 由一级标准太阳电池测得的总辐照度(直接辐照度、天空辐照度和地面反射辐照度之和) 不小于800 W ⋅m 。
12. 1. 4 大气质量在AM1和AM2之间。
12. 1. 5 太阳辐照充分稳定，在一次测量时间内标准太阳电池的短路电流变化小于±0.5%。
12. 2 太阳模拟器
如用模拟太阳光进行标定，模拟器应为IEC 有关标准规定的A 级太阳模拟器(在考虑中) 。
12. 3 标定程序
12. 3. 1 标定之前，测量二级标准太阳电池的相对光谱响应和短路电流温度系数，采用有关IEC 标准规定的程序(在考虑中) 。 -2
12. 3. 2 将一级、二级标准太阳电池安装在同一个平面内并尽量靠在一起，连接电流和温度测量仪器。如有可能，控制电池温度在25℃±2℃，若不能控温，应设法在两次测量的间隙遮住电池(对脉冲式太阳模拟器不必遮挡) 。
12. 3. 3 调整安装架，使太阳光线或太阳模拟器光束的中心线与电池表面线在±5°之内。
12. 3. 4 同时记录两种类型的标准太阳电池的短路电流和温度。
12. 3. 5 重复12. 3. 4直到连续得到5组数据，它们的短路电流之比(修正到25 ℃) 变化不大于±1%。
12. 3. 6 在自然太阳光标定时，用不少于三天的时间重复12. 3. 2到12. 3. 5各步骤至少5次。
12. 3. 7 由测得的可接受的数据，计算平均比值：
25℃时, 二级标准太阳电池的短路电流 25℃时, 一级标准太阳电池的短路电流
12. 3. 8 将一级标准太阳电池的标定值乘以计算的平均比值得到二级标准太阳电池的标定值。