T-DZJN 296-2024 太陽能電池電性能檢測技術(shù)規(guī)范

ICS27.160TechnicalSpecificationforelectricalperformancetestingofsolarcellsIT/DZJN296-2024前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4儀器裝置 35樣品規(guī)格和樣品標(biāo)號(hào) 36測量要求 37測試步驟 38結(jié)果處理 49檢測結(jié)果記錄與報(bào)告 410標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的維護(hù) 4附錄A（規(guī)范性）太陽模擬器等級(jí) 6附錄B（規(guī)范性）實(shí)測I-V特性修正方法 7附錄C（資料性）檢測報(bào)告 8T/DZJN296-2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)提出并歸口。本文件起草單位：寧波歐達(dá)光電有限公司、安徽華晟新能源科技股份有限公司、正泰新能科技股份有限公司、山西中來光能電池科技有限公司、江蘇中清國投實(shí)業(yè)發(fā)展集團(tuán)有限公司、重慶渝泰新能源科技有限公司、新疆大學(xué)智能制造現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院、上海電機(jī)學(xué)院、北京世聯(lián)中科國際能源應(yīng)用科學(xué)研究院、北京匯文育才標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)服務(wù)有限公司本文件主要起草人：謝小兩、龐健、徐敏偉、魏文文、何勝、佟云飛、張耕、虞斌、王佳佳、賀正鴻、龔天祥、陳兵、陳潔、祁永慶、衣殿霞1T/DZJN296-2024太陽能電池電性能檢測技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了在穩(wěn)態(tài)模擬太陽光下太陽能電池電性能檢測的儀器裝置、樣品、測量要求、測試步驟、結(jié)果處理和報(bào)告等內(nèi)容。本文件適用于地面用太陽能電池的電性能檢測，包括短路電流、開路電壓、最大功率、最佳工作電壓和最佳工作電流等。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T6495.1光伏器件第1部分：光伏電流-電壓特性的測量GB/T6495.2光伏器件第2部分：標(biāo)準(zhǔn)太陽電池的要求GB/T6495.4晶體硅光伏器件的I-V實(shí)測特性的溫度和輻照度修正方法GB/T6495.9光伏器件第9部分：太陽模擬器性能要求GB/T26071太陽能電池用硅單晶片GB/T27025檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求GB/T29055太陽能電池用多晶硅片IEC60904-7光伏器件測量過程中引起的光譜失配誤差的計(jì)算（Photovoltaicdevices-Part7:Computationofthespectralmismatchcorrectionformeasurementsofphotovoltaicdevices）3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1太陽能電池solarcell將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種器件。3.2硅太陽能電池siliconsolarcell以硅為基體材料的太陽能電池。3.3單晶硅太陽能電池singlecrystallinesiliconsolarcell以單晶硅為基體材料的太陽能電池。3.4多晶硅太陽能電池polycrystallinesiliconsolarcell以多晶硅為基體材料的太陽能電池。3.5太陽能電池面積solarcellarea太陽能電池全部光照面（含柵線）的面積。3.6單體太陽能電池singlesolarcell具有正、負(fù)電極并能把太陽輻射能轉(zhuǎn)換成電能的最小太陽能電池單元。2T/DZJN296-20243.7單體太陽能電池的有效光照面積activeareaofasolarcell單體太陽能電池受光面的幾何面積與電極所占面積的差值。3.8太陽能電池的伏安特性曲線I-Vcharacteristiccurveofsolarcell太陽能電池在一定的輻照度和溫度以及不同的外電路負(fù)載下，流入負(fù)載的電流I和電池端電壓V的關(guān)系曲線。3.9短路電流short-circuitcurrent在一定的輻照度和溫度條件下，太陽能電池在端電壓為零時(shí)的輸出電流，通常用IsC表示。3.10開路電壓open-circuitvoltage在一定的輻照度和溫度條件下，太陽能電池在空載（開路）情況下的端電壓，通常用VOC來表示。3.11最大功率maximumpower在太陽能電池的伏安特性曲線上，電流和電壓乘積的最大值，通常用pm來表示。3.12最大功率點(diǎn)maximumpowerpoint在太陽能電池的伏安特性曲線上對(duì)應(yīng)最大功率的點(diǎn)。3.13最佳工作電壓optimumoperatingvoltage在太陽能電池的伏安特性曲線上最大功率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓，通常用Vm來表示。3.14最佳工作電流optimumoperatingcurrent在太陽能電池的伏安特性曲線上最大功率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電流，通常用Im來表示。3.15填充因子fillfactor太陽能電池的最大功率與開路電壓和短路電流乘積之比，通常用FF來表示。3.16轉(zhuǎn)換效率conversionefficiency太陽能電池的最大功率與入射到該太陽能電池上的全部輻射功率的百分比，通常用η來表示。3.17電流溫度系數(shù)currenttemperaturecoefficient在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，被測太陽能電池溫度每變化1℃,太陽能電池短路電流的變化值，通常用α來表示。3.18電壓溫度系數(shù)voltagetemperaturecoefficient在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，被測太陽能電池溫度每變化1℃,太陽能電池開路電壓的變化值，通常用β來表示。3.19太陽模擬器solarsimulator模擬太陽光譜和輻照度的一種光源設(shè)備，通常用作測試太陽能電池電性能的光源。3.20穩(wěn)態(tài)太陽模擬器steadysolarsimulator能夠連續(xù)、穩(wěn)定發(fā)光的太陽模擬器。3.21大氣質(zhì)量1.5條件airmass1.5condition3T/DZJN296-2024標(biāo)定和測試地面用太陽能電池所規(guī)定的太陽光譜輻照度分布，通常用AM1.5來表示。3.22標(biāo)準(zhǔn)測試條件standardtestcondition太陽能電池的溫度為25±2℃,光源輻照度為1000W/m2,太陽光譜輻照度分布為AM1.5的條件，通常用STC來表示。3.23標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池referencesolarcell以標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜輻照度分布為基準(zhǔn)用于測量輻照度或調(diào)整太陽模擬器輻照度的太陽能電池。3.24光譜響應(yīng)spectralresponse太陽能電池對(duì)不同波長入射光能轉(zhuǎn)換成電能的能力。4儀器裝置太陽能電池電性能檢測所需儀器裝置應(yīng)包括：a)符合GB/T6495.9規(guī)定的C級(jí)或更高級(jí)別的穩(wěn)態(tài)太陽模擬器，太陽模擬器等級(jí)應(yīng)符合附錄A中的要求；b)帶積分器的輻照度檢測裝置；c)電池和標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池共平面的測試平臺(tái)；d)測量精度為±1℃的溫度測量裝置；e)使測試平臺(tái)與入射光線保持垂直的裝置；f)符合GB/T6495.1規(guī)定的測量I-V的裝置；g)符合GB/T6495.2規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池。5樣品規(guī)格和樣品標(biāo)號(hào)5.1樣品規(guī)格待測晶硅太陽能電池樣品規(guī)格應(yīng)符合GB/T26071或GB/T29055的規(guī)定。5.2樣品標(biāo)號(hào)待測太陽能電池樣品應(yīng)帶有清晰且不易抹掉的標(biāo)號(hào)，以便查找相應(yīng)的數(shù)據(jù)單。6測量要求6.1測量輻照度應(yīng)使用經(jīng)過標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池。6.2標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池與被測樣品的溫度測量準(zhǔn)確度應(yīng)不超過±1℃。如果標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的實(shí)測溫度與標(biāo)定溫度之差大于2℃,應(yīng)對(duì)標(biāo)定值按實(shí)測溫度進(jìn)行校正。6.3被測樣品的有效面與標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的有效面應(yīng)在同一個(gè)平面內(nèi)，偏差在±5°以內(nèi)。6.4測量電壓與電流時(shí)應(yīng)從試樣引出端上分別引出導(dǎo)線，電壓和電流的測量準(zhǔn)確度應(yīng)達(dá)到±0.5%。6.5短路電流應(yīng)在零電壓條件下測量。6.6電壓表的內(nèi)阻應(yīng)不低于20kΩ/V。6.7測試所用的全部儀器均應(yīng)經(jīng)過校準(zhǔn)，以保證達(dá)到測量所需要的精確度。6.8標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池宜與樣品具有相同的光譜響應(yīng)。6.9C級(jí)或更高級(jí)別的太陽模擬器應(yīng)進(jìn)行光譜失配修正，修正方法應(yīng)符合IEC60904-7的規(guī)定.7測試步驟4T/DZJN296-20247.1標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的有效面應(yīng)安裝在測試平面內(nèi)，它的法線與光束的中心線平行，偏差小于±5°。7.2調(diào)整測試平面上的輻照度，使標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的短路電流達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)測試條件所要求的標(biāo)定值。7.3取走標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池，按7.1條的規(guī)定安裝被測樣品。對(duì)于被測樣品是雙面太陽能電池的情況，應(yīng)分別將雙面太陽能電池的正面和背面朝向太陽模擬器進(jìn)行測試。7.4在不改變太陽模擬器設(shè)置的條件下，記錄試樣的電流-電壓特性及溫度。如果溫度不能調(diào)控，應(yīng)使被測樣品不受光束照射，直到被測樣品的溫度與周圍環(huán)境溫度一致，偏差在±2℃內(nèi)，再進(jìn)行測量。7.5如果試樣的測試溫度不是25℃,則應(yīng)按GB/T6495.4的規(guī)定，將實(shí)測的電流-電壓特性修正到標(biāo)準(zhǔn)測試條件。晶體硅太陽能電池的實(shí)測I-V特性應(yīng)按照附錄B中的公式進(jìn)行修正pin。8結(jié)果處理8.1太陽能電池的填充因子按下式計(jì)算：式中：FF——太陽能電池的填充因子；pm——太陽能電池的最大功率，W；IsC——太陽能電池的短路電流，A；UOC——太陽能電池的開路電壓，V。8.2太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率按下式計(jì)算：式中：η——太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率；A——太陽能電池的面積，m2；pin——單位面積上的入射光功率，1000W/m2。9檢測結(jié)果記錄與報(bào)告檢測報(bào)告見附錄C，應(yīng)符合GB/T27025的要求，包含下列信息：——樣品的說明和標(biāo)號(hào)；——太陽模擬器的等級(jí)；——測試環(huán)境的溫度；——標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的短路電流；——標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的開路電壓；——標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的最大功率；——標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的最佳工作電壓；——標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的最佳工作電流；——標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的填充因子；——標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的轉(zhuǎn)換效率。10標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的維護(hù)10.1應(yīng)保持標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的封裝窗口清潔，避免劃痕。10.2應(yīng)防止無封裝的標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池遭受損傷、污染或衰變。10.3經(jīng)常使用的標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的標(biāo)定值應(yīng)至少一個(gè)月校對(duì)一次，在相同輻照度下比較每次的短路電流。如果短路電流之比的變化值超出±1%，應(yīng)重新對(duì)標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池進(jìn)行標(biāo)定。10.4標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池至少每12個(gè)月標(biāo)定一次。5T/DZJN296-202410.5標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的標(biāo)定應(yīng)符合GB/T6495.2的規(guī)定。6T/DZJN296-2024（規(guī)范性）太陽模擬器等級(jí)A.1光譜匹配太陽模擬器光譜輻照度分布應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度分布匹配。太陽模擬器光譜匹配度的等級(jí)見表A.1，太陽模擬器標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度分布見表A.2。A.2均勻度在測試平面上，指定測試區(qū)域內(nèi)的輻照度應(yīng)達(dá)到一定的均勻度，輻照度用專業(yè)的探測器測量，表A.1規(guī)定了相應(yīng)等級(jí)太陽模擬器均勻性的要求。對(duì)于太陽能電池，探測器最大尺寸應(yīng)小于電池最小尺寸的一半。其中，最大輻照度與最小輻照度是在指定范圍內(nèi)探測器在任意指定點(diǎn)的測量值（已對(duì)輻照不穩(wěn)定度給予修正）。A.3輻照穩(wěn)定度數(shù)據(jù)采集期間，輻照度應(yīng)具有一定的穩(wěn)定度，表A.1規(guī)定了太陽模擬器的輻照穩(wěn)定度等級(jí)。其中，最大輻照度與最小輻照度是數(shù)據(jù)采集期間在測試平面內(nèi)探測器在任意指定點(diǎn)的測量值。表A.1太陽模擬器等級(jí)分類表A.2標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度分布7T/DZJN296-2024（規(guī)范性）實(shí)測I-V特性修正方法B.1實(shí)測I-V特性修正方法實(shí)測I-V特性應(yīng)按照以下公式修正到標(biāo)準(zhǔn)測試條件（STC）：式中：I1,V1——實(shí)測特性點(diǎn)的坐標(biāo)；I2,V2——修正特性對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)；α和β——試樣在標(biāo)準(zhǔn)輻照度下的電流溫度系數(shù)和電壓溫度系數(shù)；Isc——試樣的實(shí)測短路電流；IMR——標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的實(shí)測短路電流；IsR——標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池在標(biāo)準(zhǔn)輻照度下的短路電流；T1——試樣的實(shí)測溫度；T2——標(biāo)準(zhǔn)溫度；Rs——試樣的內(nèi)部串聯(lián)電阻；