Сонечныя элементы, таксама вядомыя як фотаэлектрычныя элементы, непасрэдна пераўтвараюць сонечнае святло ў электрычную энергію. Вымярэнне эфектыўнасці сонечных элементаў звычайна ўключае ацэнку магутнасці падаючага сонечнага святла з дапамогай радыеметра і вызначэнне электрычнай магутнасці ў кропцы максімальнай магутнасці. Аднак гэты працэс сутыкаецца з праблемамі з-за залежнасці прадукцыйнасці элементаў ад сонечнага спектру, які змяняецца ў залежнасці ад сезонных змен, геаграфічнага месцазнаходжання і ўмоў надвор'я. Гэтыя фактары ў спалучэнні з памылкамі каліброўкі ў радыеметрах могуць прывесці да непаслядоўных і недакладных вымярэнняў.
Каб вырашыць такія праблемы, большасць вытворцаў выкарыстоўваюць сонечныя сімулятары для праверкі эфектыўнасці сонечных элементаў у кантраляваных умовах. Гэтыя сімулятары калібруюцца з выкарыстаннем стандартных элементаў, якія адпавядаюць спектральнаму размеркаванню сонечнага святла ў стандартных умовах.
Тыповыя памылкі пры тэсціраванні тонкаплёнкавых сонечных элементаў з аморфнага крэмнію
Некаторыя лабараторыі і выпрабавальныя агенцтвы выкарыстоўваюць крышталічныя крэмніевыя элементы ў якасці эталонных стандартаў для ацэнкі тонкаплёнкавых элементаў з аморфнага крэмнію. Такая практыка часта прыводзіць да значных памылак вымярэнняў, што выклікае сумневы ў прадукцыйнасці аморфных крэмніевых элементаў.
Міжнародныя стандарты выпрабаванняў сонечных элементаў
Каб забяспечыць паслядоўнае і надзейнае параўнанне, міжнародныя стандарты выпрабаванняў вызначаюць канкрэтныя ўмовы для ацэнкі сонечных батарэй:
Спектр: AM1.5
Апрамяненне: 1000 Вт/м²
Тэмпература: 25°C
AM1.5 адносіцца да сонечнага спектру, калі сонечнае святло праходзіць праз атмасферу пад вуглом, які адпавядае зенітнаму вуглу 48,2°.
Для дакладных вымярэнняў неабходна выканаць дзве ключавыя ўмовы:
Спектральная характарыстыка эталоннай ячэйкі і тэставай ячэйкі павінна супадаць у зададзеным дыяпазоне, што звычайна дасягаецца шляхам выкарыстання эталонных і тэставых ячэек, вырабленых з аднаго і таго ж паўправадніковага матэрыялу і падобных вытворчых працэсаў.
Крыніца святла ў сімулятары павінна дакладна адпавядаць спектральнаму складу стандарту AM1.5.
Асаблівыя меркаванні адносна аморфных крэмніевых элементаў
Аморфныя крэмніевыя элементы істотна адрозніваюцца ад крышталічных крэмніевых элементаў па матэрыяле і спектральнай характарыстыке. Вось ключавыя меркаванні для дакладнага тэсціравання:
Каліброўка апраменьвання:
Выкарыстоўвайце эталонную ячэйку з аморфнага крэмнію, спецыяльна распрацаваную для каліброўкі асветленасці. Выкарыстанне крышталічных крэмніевых ячэек для гэтай мэты можа прывесці да бессэнсоўных вынікаў з-за спектральнай няроўнасці. Нават калі б была даступная ідэальная крыніца святла, забеспячэнне дакладных вынікаў у тыповых лабараторных або вытворчых умовах застаецца складанай задачай.
Выбар крыніцы святла:
Сонечны сімулятар павінен выкарыстоўваць крыніцу святла са спектральным дыяпазонам ад 300 нм да 800 нм, які блізка адпавядае спектру AM1.5. Звычайныя сімулятары ксенонавых лямпаў часта маюць багаты інфрачырвоны спектр (ад 800 нм да 1100 нм), які адхіляецца ад стандартнага, што прыводзіць да значных разыходжанняў.
Спектральны водгук:
Спектральная характарыстыка сонечнага элемента адносіцца да колькасці носьбітаў зарада, якія генеруюцца на адзін фатон на зададзенай даўжыні хвалі. Аморфныя крэмніевыя элементы маюць спектральны дыяпазон ад 400 нм да 800 нм у параўнанні з 400 нм да 1100 нм для крышталічных крэмніевых элементаў. Пры тэставанні аморфных крэмніевых элементаў з выкарыстаннем сімулятараў, адкалібраваных па крышталічных крэмніевых стандартах, інфрачырвоны спектр (ад 800 нм да 1100 нм) уносіць уклад у ток крышталічных элементаў, але не ў аморфныя элементы. Гэта прыводзіць да сур'ёзнага недаацэньвання току і агульнай прадукцыйнасці аморфнага крэмніевага элемента.
Акрамя таго, на спектральную характарыстыку аморфных крэмніевых элементаў уплываюць такія фактары, як святло зрушэння і напружанне, таму вельмі важна ўлічваць гэтыя зменныя ў нестандартных умовах.
Дакладнае тэставанне тонкаплёнкавых сонечных элементаў з аморфнага крэмнію патрабуе ўважлівай увагі да каліброўкі апраменьвання, выбару крыніцы святла і выраўноўвання спектральнай характарыстыкі. Выкананне гэтых рэкамендацый забяспечвае надзейныя вынікі і дазваляе пазбегнуць памылак, звязаных з няправільным метадам каліброўкі.
