2.2 精確定標(biāo)太陽(yáng)能模擬器的光強(qiáng):1000W/m2 @AM1.5G 光譜
通常,我們都會(huì)用一種稱之為“參考電池片,Reference solar cell” 的標(biāo)準(zhǔn)電池片去定標(biāo)模擬器的光強(qiáng)。需要注意的是,參考電池片也有不同的光譜響應(yīng)范圍。如果采用的是具有單晶硅太陽(yáng)能電池光譜特性的參考電池片,它所標(biāo)定的是光譜范圍300nm至1200nm的光譜總的平均功率。和我們希望精確定標(biāo)的光譜范圍:300nm 至800nm 有時(shí)會(huì)有相當(dāng)大的差別。
解決的方法之一是選擇一種參考電池片具有和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池類似的光譜響應(yīng)范圍,如圖Fig.6所示, KG3的參考電池片,它的光譜響應(yīng)范圍在300nm 至 900nm。
如果選用的太陽(yáng)能模擬器具有如圖Fig.4所示的光譜匹配度(±10%),采用上述的KG3 參考電池定標(biāo)出的模擬器光強(qiáng),已經(jīng)能夠滿足日常的測(cè)試要求。如果需要更準(zhǔn)確的測(cè)量鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率,那就需要采用額外的二種方法:
方法一:光譜失配因子修正:M系數(shù);
模擬器的實(shí)際光譜失配是個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù),它的數(shù)值隨燈的使用時(shí)間而發(fā)生變化,通常紅外波長(zhǎng)的能量會(huì)隨燈的使用時(shí)間而增加,而紫外波長(zhǎng)的能量相對(duì)減少。所以在模擬器新安裝,開(kāi)始使用的時(shí)候,即使有如圖Fig.4所示的理想的光譜,但是經(jīng)過(guò)400-500小時(shí)的使用,光譜的失配度可以達(dá)到±25%,雖然它仍然是A級(jí)光譜。
要計(jì)算這個(gè)失配因子M系數(shù),就必須精確測(cè)量出:模擬器實(shí)際的、當(dāng)下的光譜:Es(λ);以及鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光譜響應(yīng):ST(λ)。ERef(λ)是AM1.5G光譜,SR(λ) 是參考電池的光譜響應(yīng)。
方法二:定標(biāo)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的短路電流:Isc/Jsc;
參考光譜響應(yīng)ST(λ)的定義:ST(λ) = 產(chǎn)生的短路電流 / 照射在它上面的光譜功率,單位: (A W-1 nm-1)
如果能夠精確測(cè)量鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光譜響應(yīng),那么,它在AM1.5G 光譜的太陽(yáng)光照射下的短路電流是可以計(jì)算出來(lái)的:
Isc (AM1.5G) = ∫光譜響應(yīng) SR(λ) X AM1.5G 光譜;
但前提條件是:測(cè)量光譜響應(yīng)SR(λ) 必須滿足以下條件: