圖1：太陽能電池的電流電壓曲線圖

圖中文字中英對照：

常用解決方案

目前，太陽能電池測試解決方案分為兩大類：成套系統(tǒng)和通用測試儀器。成套系統(tǒng)適用于驗(yàn)證和制造測試階段。這些系統(tǒng)可以確保測試的可重復(fù)性，因?yàn)樗鼈兘?jīng)過編程，可對太陽能電池進(jìn)行一系列電池測試。

研究人員通常會使用半導(dǎo)體設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室中的通用測試儀器。他們使用半導(dǎo)體器件參數(shù)分析儀測量二極管器件特性，使用LCR測量計(jì)(電感電容電阻測量計(jì))測量材料/器件的電感、電容和電阻。

在測試整個太陽能電池輸出功率時，許多研究實(shí)驗(yàn)室會使用低功率4象限電源(有時簡稱SMU)，該電源可以：

精確地供應(yīng)正和負(fù)電壓(供應(yīng)也稱施加)；

精確地供應(yīng)正和負(fù)電流(供應(yīng)負(fù)電流是將電流吸入電源的過程)；

精確測量被測件的電壓和電流(測量也稱感知)。

4象限電源的用途十分廣泛，但其能夠?yàn)楸粶y件提供的最大電流和功率較小。大部分精密型4象限電源只能供應(yīng)3A或20W的連續(xù)電力。這種最大電流和功率適合小型獨(dú)立電池測試，但隨著電池技術(shù)的發(fā)展，電池的效率、電流密度和尺寸均出現(xiàn)了較大幅度的增長，電池功率輸出可能很快超過。

為此，工程師必須使用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)電子負(fù)載、直流電源、數(shù)字萬用表、數(shù)據(jù)采集設(shè)備構(gòu)成靈活的測試系統(tǒng)，才能在廣泛的工作范圍內(nèi)對這些太陽能電池模塊進(jìn)行測試，同時保證測量精度。例如，您可以使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)掃描環(huán)境溫度、被測件溫度、校準(zhǔn)參考電池的電壓以及其他需要在測試中捕獲的測試參數(shù)。

戶外測試

有些工程師會使用交鑰匙的太陽能電池測試設(shè)備來進(jìn)行測試，這種設(shè)備采用一種太陽能模擬器，這是一種標(biāo)準(zhǔn)化的光源，可用于控制進(jìn)入太陽能電池的光能不過，如果太陽能電池或模組非常大，太陽能模擬器將無法產(chǎn)生充足的光。

例如，被測的太陽能模組可能是大型戶外太陽能采集系統(tǒng)的一部分在這種情況下，太陽本身將是測試中唯一實(shí)際可用的光源既然在戶外實(shí)際上不可能運(yùn)輸一套無太陽能模擬器的完整的交鑰匙測試系統(tǒng)，所以這種測試就需要使用由標(biāo)準(zhǔn)測試儀器改進(jìn)而成的某些其他測試解決方案來執(zhí)行戶外測試需要考慮的另一項(xiàng)因素是溫度因?yàn)殡姵氐男阅軙艿綔囟鹊挠绊?，因此需要在測試中監(jiān)視溫度不僅電池性能依賴于溫度，而且測試設(shè)備的性能也依賴于溫度。

許多儀器供應(yīng)商沒有指明他們的測試設(shè)備在溫度處于室溫附近極窄范圍(如25℃±5℃)之外時的性能其他供應(yīng)商則提供了一項(xiàng)溫度系數(shù)規(guī)格，能夠調(diào)整測試設(shè)備的精度規(guī)范，以針對工作在其指定工作溫度范圍之外進(jìn)行校正。

大功率測試的負(fù)載