LED光譜模擬新方法用于鈣鈦礦-硅疊層光伏組件性能測試

德國弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所（Fraunhofer ISE）的研究人員開發(fā)了一種新的流程，用于對基于LED的太陽能模擬器進(jìn)行精確且可追溯的光譜調(diào)節(jié)，以便測量大面積鈣鈦礦-硅疊層太陽能組件的性能。

“我們首次展示了如何通過一致利用LED太陽能模擬器的光譜可變性，完成大面積鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池組件的完整校準(zhǔn)。”該研究的第一作者大衛(wèi)·喬伊尼亞克（David Chojniak）在接受采訪時(shí)表示。

他補(bǔ)充說：“通過在一次測量中進(jìn)行外量子效率（EQE）測試、功率測試、溫度系數(shù)測定，以及在可變光譜條件下的組件性能研究，這一實(shí)驗(yàn)裝置為利用LED太陽能模擬器建立疊層電池校準(zhǔn)提供了巨大潛力?！?/span>

在他們的研究《大面積鈣鈦礦-硅疊層組件的可追溯效率測定——來自校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的視角》中，研究人員解釋稱，該流程可在單一測量裝置中完成完整組件校準(zhǔn)，同時(shí)結(jié)合基于不同LED類型窄發(fā)射光譜的全組件EQE測量。

實(shí)驗(yàn)中，他們使用了Wavelabs SINUS-3000高級LED太陽能模擬器，內(nèi)置26種不同光譜光源，并通過內(nèi)部開發(fā)的LabVIEW軟件進(jìn)行控制。

論文指出：“太陽能模擬器與被測設(shè)備（DUT）之間的距離為7米，照射區(qū)域面積為2.86平方米，平均光譜不均勻性達(dá)到0.95%。實(shí)驗(yàn)室為恒溫控制環(huán)境，并刷成黑色以減少反射?！?/span>

研究團(tuán)隊(duì)還探討了LED EQE分辨率和精度的局限性如何影響太陽能模擬器的光譜調(diào)節(jié)。

分析結(jié)果顯示，該新流程與Fraunhofer ISE的CalLab PV Cells實(shí)驗(yàn)室針對大面積組件和封裝電池進(jìn)行的LED EQE測量結(jié)果在“定性上高度一致”。

學(xué)者們還根據(jù)IEC60904-1-1標(biāo)準(zhǔn)（描述多結(jié)光伏器件電流-電壓特性測量方法），對LED太陽能模擬器的光譜進(jìn)行了疊層電池與組件測試的調(diào)整。

研究人員指出：“這一光譜微調(diào)流程僅需對光譜形狀進(jìn)行最小改動，避免了重新計(jì)算光譜失配（SMM）系數(shù)，從而省去了反復(fù)且耗時(shí)的調(diào)整過程?！?/span>

喬伊尼亞克最后總結(jié)說：“該方法顯著減少了器件操作、測試時(shí)間以及由此帶來的經(jīng)濟(jì)成本?！?/span>