《电池检测应量“光“而行》

太阳常数和大气质量      太阳常数和大气质量是描述太阳辐射与大气吸收情况的物理量。在地球大气层上界，距太阳一个天文单位处，与阳光垂直的单位面积上，单位时间所得到的太阳总辐 射能量叫一个太阳常数。国际上太阳常数标准值为1367W/m2，这里把太阳看成不变的光源，并且不考虑大气吸收的影响。在地面上任何地方都不能排除大气 吸收对太阳辐射的影响，因此引入大气质量（air mass，AM）的概念。       可以看出，太阳当顶时海平面处为AM1 ；外层空间不通过大气的情况为AM0 ；通常接近人类生活现实的太阳高度角41.8°的情况为AM1.5。太阳常数为AM0 条件下的太阳辐射通量，AM0 光谱主要用于评估太空用的光伏电池和组件性能。为了使用方便，国际标准组织将AM1.5 的辐照度定义为1000W/m2（或100mW/cm2）标准测试条件和标准太阳能电池为了使太阳能电池或组件的光伏性能测试具有可比性，太阳光伏能源系统标准化技术委员会规定了标准测试条件。如果不是在标准条件下进行测试，必须将所测数据修正到标准测试条件。地面用太阳能电池的标准测试条件为：测试温度25±2℃，光源的光谱辐照度1000W/m2，并具有标准的AM1.5 太阳光谱辐照度分布。航天用太阳能电池的标准测试条件为：测试温度25±1℃，光源的光谱辐照度1367W/m2，并具有标准的AM0 太阳光谱辐照度分布。由 于太阳能电池的响应与入射光的波长有关，入射光的光谱分布将严重地影响所测的电池性能。为了减小测量误差，需选用具有与被测电池基本相同光谱响应的标准太 阳能电池来测量光源的辐照度。因此，标准太阳能电池用于I-V 测试系统光源辐照度的测试。它只需要标定在标准测试条件下的短路电流值。如果标准太阳能电池标定出相对或绝对光谱响应曲线，那么它也可以用于太阳能电池光谱响应测试。标准太阳能电池的标定值，必须每年由权威机构标定一次，以确保其准确性。光谱响应及量子效率测试（QE）太阳能电池电性能测量中，光谱响应特性包含着太阳能电池的许多重要信息。它不但能反映电池各层材料质量，也反映减反膜质量、辐照损伤和各个界面层的质量。外量子效率(External Quantum Efficiency, EQE）当光子入射到光敏器件的表面时，部分光子会激发光敏材料产生电子空穴对，形成电流，此时产生的电子与所有入射的光子数之比，称为外量子效率内量子效率(Internal quantum efficiency, IQE)当光子入射到光敏器件的表面时，被吸收的那部分光子会激发光敏材料会产生电子空穴对，形成电流，此时产生的电子与被吸收的光子之比，称为内量子效率光电转化效率（Monochromatic incident photon-toelectronconversion efficiency, IPCE）光电转化效率，即入射单色光子- 电子转化效率，定义为单位时间内外电路中产生的电子数Ne 与单位时间内的入射单色光子数Np 之比。IPCE 常用于光电化学的应用，如染料敏化太阳能电池等。在概念上IPCE 与EQE 是类似的。光伏电流-电压特性测试（I-V特性测试）太阳能电池是直接把光能转换成电能的光伏器件，对电池的评估主要是以其光电性能为准。IV 特性测试是最直接的给出太阳能电池光电性能参数的测试。短路电流Isc当将太阳能电池的正负极短路时，电池片输出的电流就是短路电流。短路电流随着光强的变化而变化。开路电压Voc当将太阳能电池的正负极不接负载是，电池片正负极间的电压就是开路电压。开路电压不随电池片面积的增减而变化，一般与电池片材料有关。短路电流密度Jsc太阳能电池单位面积输出的短路电流，就是短路电流密度。在AM1.5G 太阳光谱辐射下， Jsc 也可以用EQE 做理论计算理论计算得出的Jsc 与实测的Jsc 可能存在差异，产生差异的主要原因是实测时所用的太阳光模拟器光谱辐射曲线与AM1.5G 标准太阳光谱辐射曲线存在差异。峰值功率 Pm太阳能电池片在正常工作或测试条件下的最大输出功率，就是峰值功率。峰值功率取决于太阳辐照度、太阳光谱分布和电池片的工作温度等条件。IEC 标准测量条件为辐照度100mW/cm2、光谱分布AM1.5G、温度25℃。最大工作电流 Im太阳能电池片工作在峰值功率状态时的电流，就是最大工作电流最大工作电压Vm太阳能电池片工作在峰值功率状态时两端的电压，就是最大工作电压填充因子 (Filling Factor，FF)填充因子是太阳能电池品质的量度，定义为实际最大输出功率与理想目标输出功率的比值FF 是太阳能电池I-V 特性曲线内所含最大功率面积与开路短路相应的矩形面积（理想形状）比较的量度。FF 应尽可能接近100%，但p-n 结特性会阻止它达到1。FF 越大，电池的质量越高，典型值出于60%~85%，并由太阳能电池的材料和器件结构决定。光电转化效率η光电转化效率是太阳能电池最重要的和综合性的特性参数，经常简称为效率。光电转化效率是太阳能电池最大输出电功率与入射光功率之比。太阳光模拟器等级评价标准：

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