张楠

(广东省计量科学研究院,广东 广州 510405)

0 引言

以开路电压(Voc)和短路电流(Isc)为代表的光电参数是评估太阳电池质量可靠性的重要指标[1-2],也是太阳电池贸易结算的依据。Voc和Isc测量的准确性影响着太阳电池的技术创新及发展[3]。测量光电参数的I-V曲线测试仪是由数据采集、数据传输、数据转换、模型计算、软件控制等多环节构成的复杂系统[4],实现对I-V曲线测试仪的校准是准确测量光电参数的保证。

I-V曲线测试仪体积较大,拆卸和搬运不方便,整体送到计量实验室校准十分困难[5],且通用测量设备无法对该类仪器的脉冲输出信号进行系统性准确测量,对I-V曲线测试仪进行校准的常规方法是对仪器各个功能模块分别进行校准。这一做法费时费力,且系统中的算法模块、软件控制模块无法实现单独校准,导致无法对系统误差进行准确评估。本文通过对太阳电池Voc和Isc测量方法的研究和测量技术的开发,实现了对Voc和Isc两个参数的在线测量,将Voc,Isc的标准值与示值进行比对,实现对I-V曲线测试仪的系统在线校准。

1 基本原理

图1 是太阳电池的I-V特性曲线及等效电路图,通过分析可知当电路处于开路时,电流I为零,此时的电压U即为Voc,此时的负载电阻可视为无穷大;当电路处于短路时,电压U为零,此时的电流I即为Isc,此时的负载电阻可视为零[7-8]。Voc,Isc是太阳电池重要的光电参数,影响太阳电池光电转换效率。Voc,Isc通过I-V曲线测试仪扫描采集得到[1-2],因此对I-V曲线测试仪的系统校准可通过间接校准Voc,Isc两个参数实现。……