| 显然，图4中第一次测试的极差数据在50℃、55℃、60℃三个点明显偏离了其他两条线。这是由于第一次测试开始时，图2中2#热电偶误粘贴在对边中心位置，使4个热电偶都分布在同一个半边。Pasan脉冲模拟器为水平打光方式，光伏组件垂直于地面放置，由于环境温度自然的垂直梯度分布，垂直分布跨度小，在一定程度上减弱了样品与环境的热传导，使第一次测试时50℃以上的温度极差低于其他两次正常测试。45℃及以下是热电偶位置调整后样品表面的极差数据。可见，调整后样品表面极差随温度变化规律非常一致。该现象也说明，按图2所示分布热电偶对测量样品表面温度是有必要的。 排除误操作点后观察图4，可以看出，在60℃～25℃范围内，除50℃外，其他温度下均满足±2℃的均匀度要求。而且，随着温度降低，温度极差逐渐降低，即越接近环境温度，样品的均匀度越高。温度极差在50℃出现峰值可能是由热电偶加贴时间差异和背板导热特性等因素造成的。3.4 脉冲模拟器下温度系数的重复性 表2是脉冲法温度系数的测试结果。 “单点测温”表示计算温度系数时，样品温度是由脉冲模拟器自带的一个红外测试探头在样品表面直接测试得到的。“四点测温”代表样品温度是由图2所示的4个热电偶所测温度的平均值来表示的，即按新版温度系数测试对温度的要求进行处理。 表2 脉冲测试法温度系数测试结果一览表
比较表2中“单点测温”和“四点测温”所得到的两组温度系数，可以看出，两组数据的一致性很高。说明在保证样品温度稳定性和均匀性的情况下，即使采用单点测温所计算得到的温度系数也是具有代表性的。 表2的三次测试中，开路电压温度系数β和最大功率温度系数γ都具有较高的复现性，短路电流温度系数α的第一次测试结果与第二、第三次测试 结果存在比较明显的偏离。这可能是由于： （1）短路电流本身的绝对值很小，容易产生较大的误差； （2）第一次测试时，高温被测样品在平板车上摆放位置不佳，导致测试开始时组件背板存在明显的温度梯度（如图5所示）。该过程对温度系数测试的影响有待进一步确认。
图5 样品放置不当时背板的温度梯度 与表1相比，表2中脉冲测试法所得温度系数的相对标准差明显减小，特别是短路电流温度系数α的相对标准差更是从稳态法的33.875%降低至11.977%（或9.800%），其他两个也都较小。说明脉冲测试法具有更高的重复性。 比较表1、表2中同一个温度系数的数值，发现稳态法和脉冲法的数据相差较大。以单点测温方式为例，α、β、γ在稳态法和脉冲法的三次测试结果平均值分别为：0.03%/0.06%，-0.41%/-0.34%，-0.56%/-0.44%。导致这种差异的原因主要有： （1）模拟器不同。稳态法所用的是BBA级稳态模拟器，脉冲法采用的是AAA级脉冲模拟器，脉冲模拟器具有更高的光照均匀性、稳定性。 （2）校准系统所用的标准器件不同，稳态法采用的是中国计量院计量的小面积单晶硅标准电池片，脉冲法采用的是与被测样品面积相当的多晶硅组件，后者对数据测试的准确性和可靠性更高。 （3）控温和测温方式不同。稳态法利用稳态模拟器的光照使样品升温，在升温过程中测试；脉冲法采用步入式恒温恒湿箱进行控温，在降温过程中测试。由于稳态模拟器固有的特性，使得样品温度不均匀度更高。显然，脉冲法测试所得温度系数准确度较好。 4 结语 本文分别在稳态模拟器下和脉冲模拟器下对晶体硅光伏组件温度系数的测试方法和测试过程进行研究。发现稳态模拟器的光照不均匀度对温度系数测试的影响较大，可能会导致样品的I-V曲线出现畸变，表面温差大幅上升，温度系数测试的重复性和可靠性下降。采用脉冲模拟器自身的测试误差相对较小，但高温样品的移动和临时粘贴热电偶在一定程度上引发了测试不确定度。因而建议： 1）温度系数测试不宜采用B级或以下稳态模拟器。 2）脉冲法测试应注意保证高温样品的温度均匀性。 3）升温过程与I-V测试尽量在同一区域进行。 参考文献： [1] 王建军. 太阳能光伏发电应用中的温度影响[J]. 青海师范大学学 报(自然科学版), 2005,(1) p.28-30. |
