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太阳模拟器研制中关于AM1.5的定义

2013-9-23 16:21| 发布者: henggongyiqi| 查看: 22465| 评论: 0|来自: 原创

摘要: 1、AM是airmass的简称,意思是大气质量.AM1.5是一种条件,它描述太阳光入射于地表之平均照度,其太阳总辐照度为100mW·cm-2;太阳电池的标定温度为25±1℃。1.5、AM为大气质量是指太阳光束穿过大气层的光学路径,以该 ...

       1、AM 是air mass的简称,意思是大气质量.

 

       AM1.5是一种条件,它描述太阳光入射于地表之平均照度,其太阳总辐照度为100mW·cm-2;太阳电池的标定温度为25±1℃。
       1.5、AM为大气质量是指太阳光束穿过大气层的光学路径,以该光学路径与太阳在天顶时其光束到达海平面所通过的光学路径的比值表示。AM0条件是指标定和测试空间用太阳能电池所规定的辐照度和光谱分布。AM1.5条件是指标定和测试地面用太阳能电池所规定的辐照度和光谱分布。其太阳能总辐照度为1000瓦每平方米,太阳能电池的测量温度为25度。此标准为国际电工委员会制定,我国目前采用的是此标准。
但真真测试时很难达到此条件,包括现在组件生产商用的测试仪。

       AM的意思是air-mass(大气质量), 定义是:Path-length through the atmosphere relative to vertical thickness of the atmosphere,就是光线通过大气的实际距离比上大气的垂直厚度。AM1.5就是光线通过大气的实际距离为大气垂直厚度的1.5倍。

       10 00W/m2是标准测试太阳电池的光线的辐照度。
       1000W/m2、25℃是IEC61646--地面用薄膜型光伏组件设计和定型(GB/T18911-2002)的测试标准。也是GB/T11011-1989--非晶硅太阳电池电性能测试的一般规定的测试标准。

       25ºC就是在25ºC的温度下工作。太阳电池效率会随温度升高有一定下降,它在使用时温度会升高,再由温度系数就可以得出他工作时的电压电流和输出功率。

 

       2、为什么会有光致衰减(S-W效应)?

 

       衰减也称S-W效应。a-Si∶H薄膜经较长时间的强光照射或电流通过,在其内部将产生缺陷而使薄膜的性能下降,称为Staebler-Wronski效应(D.L.Staebler和C.R.Wronski最早发现的)。

  对S-W效应的起因,至今仍有不少争议,造成衰退的微观机制也尚无定论,成为迄今国内外非晶硅材料研究的热门课题。总的看法认为,S-W效应起因于光照导致在带隙中产生了新的悬挂键缺陷态(深能级),这种缺陷态会影响a-Si∶H薄膜材料的费米能级Ef的位置,从而使电子的分布情况发生变化,进而一方面引起光学性能的变化,另一方面对电子的复合过程产生影响。这些缺陷态成为电子和空穴的额外复合中心,使得电子的俘获截面增大、寿命下降。

  在a-Si∶H薄膜材料中,能够稳定存在的是Si-H键和与晶体硅类似的Si-Si键,这些键的键能较大,不容易被打断。由于a-Si∶H材料结构上的无序,使得一些Si-Si键的键长和键角发生变化而使Si-Si键处于应变状态。高应变Si-Si键的化学势与H相当,可以被外界能量打断,形成Si-H键或重新组成更强的Si-Si键。如果断裂的应变Si-Si键没有重构,则a-Si∶H薄膜的悬挂键密度增加。为了更好地理解S-W效应产生的机理并控制a-Si∶H薄膜中的悬挂键,以期寻找稳定化处理方法和工艺,20多年来,国内外科学工作者进行了不懈的努力,提出了大量的物理模型,主要有弱键断裂(SJT)模型、“H玻璃”模型、H碰撞模型、Si-H-Si桥键形成模型、“defect pool”模型等,但至今仍没有形成统一的观点。


       3、晶体硅太阳电池使用寿命、衰减趋势、衰减率?

 

       常规晶体硅太阳电池使用寿命一般承诺20或25年(一般组件出厂有质保书,保证什么时候衰减到多少),晶体硅太阳电池片由于晶体生长过程中引入杂质,对电池片的初期光照会导致其中的掺杂剂和氧、铁等杂质形成复合中心,从而使硅片的少子寿命降低,引起电池转换效率下降,发生较大幅度的光致衰减。另外还与封装材料的退化有关。衰减趋势应该和非晶硅类似,初期衰减大,以后衰减慢。

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