| 摘要：在太阳模拟器使用中参数设置不当或模拟器精度低都会影响测试结果的准确性，得到的组件输出伏安特性曲线往往不能准确反应组件在标准条件下的实际输出特性，影响了组件的测试结果。本文总结了影响太阳模拟器测试的主要因素有太阳模拟器的温度系数值、太阳模拟器的光强值、标准组件的标定值、太阳模拟器的级别等，针对这些主要因素，找到提高测试精度的对策。文章在分析温度系数设置值对测试精度影响的实验中，重点介绍了太阳模拟器温度系数值的设置不当且测试温度偏高25℃时，太阳模拟器测试结果误差变大的问题。研究测试得出了温度系数正确的设定值，使模拟器在15℃~35℃范围内的测试结果误差小于1%。 1 引言 引用太阳模拟器测试组件输出特性是生产厂家普遍采用的测试手段。太阳能电池组件电性能测试，主要检查输出伏安特性曲线是否平滑、有无明显台阶、以及电性能参数值。影响太阳模拟器不准确的主要因素有太阳模拟器温度系数值的设置、太阳模拟器的光强的设置、标准组件的标定值、太阳模拟器的级别等等。本文围绕影响太阳模拟器测试结果的一些因素进行了研究，重点介绍了在太阳模拟器使用中因参数设置不当导致结果不准确，得到的组件输出伏安特性曲线往往不能准确反应组件在标准条件下的实际输出特性。 2 太阳模拟器温度系数设定对测试结果的影响 为了准确评估光伏组件的电性能参数，国际电工委员会颁布的IEC标准中规定标准测试条件是，太阳辐射强度1000W/m2、环境温度25℃、大气质量AM1.5。但是往往在测试过程中，标准组件和被测组件的温度不能满足IEC标准，所以要使用太阳模拟器上的温度修正、补偿功能（太阳模拟器对测试结果进行修正的方法及公式，参见GB/T6495.4-1996）。但是如果温度系数设置不当，就起不到理想的修正效果。 单片电池的电压温度系数为-2mV/cell/℃~-2.5mV/cell/℃，电流温度系数为30μA/cm2/℃。温度系数与硅电池的材料以及生产工艺密切相关，所以要以理论数据为参考，通过实验测试的方法确定出某种太阳电池组件的温度系数值。本实验以GB/T6495《晶体硅光伏器件的I-V实测特性的温度和辐照度修正方法》为依据，采用AAA级太阳模拟测试系统，测量太阳电池组件在不同温度下的输出特性，并计算多晶硅太阳电池组件的温度系数值。 具体实验步骤为：1、将被测太阳电池组件放置在升温设备中，使其温度升高到80℃；2、将该被测太阳电池组件置于太阳模拟测试系统中，在不使用温度修正的前提下，利用太阳模拟器对其进行测试；3、在太阳电池组件冷却过程中，对其重复进行Isc、Voc、Pm和FF等参数的测量。直至温度下降到30℃左右；4、绘制Isc、Voc与温度函数曲线，使曲线穿过每一组数据。从曲线斜率计算开路电压温度系数、短路电流温度系数、最大功率温度系数和填充因子温度系数。
通过表1，采用直线拟合法得出组件的开路电压温度系数为-0.1138V/℃，短路电流温度系数为0.0091A/℃，最大功率温度系数为0.86W/℃，填充因子温度系数为0.16%/℃。由于该组件是由48片156mm*156mm电池片串联而成，所以每片电池的开路电压温度系数β为：
通过将得到电池片的电压温度系数和电流温度系数设置于太阳模拟器上，可以在组件温度不能满足标准测试温度的条件下，利用温度修正，准确的测试组件的输出特性参数值，试验数据如表2所示。 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℃温度范围内的测量误差小于1%。所以要使模拟器的测试结果影响最小，就必须保证设定温度系数值的准确性。
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℃。 |
