Слънчевите клетки, известни още като фотоволтаични клетки, директно преобразуват слънчевата светлина в електрическа енергия. Измерването на ефективността на слънчевите клетки обикновено включва оценка на мощността на падащата слънчева светлина с помощта на радиометър и определяне на изходната електрическа мощност в точката на максимална мощност. Този процес обаче е изправен пред предизвикателства поради зависимостта на производителността на клетките от слънчевия спектър, който варира в зависимост от сезонните промени, географското местоположение и метеорологичните условия. Тези фактори, комбинирани с грешки при калибрирането на радиометрите, могат да доведат до противоречиви и неточни измервания.
За да смекчат подобни проблеми, повечето производители използват слънчеви симулатори, за да тестват ефективността на слънчевите клетки в контролирани среди. Тези симулатори се калибрират с помощта на стандартни клетки, които са в съответствие със спектралното разпределение на слънчевата светлина при стандартни условия.
Често срещани клопки при тестване на аморфни силициеви тънкослойни слънчеви клетки
Някои лаборатории и тестови агенции използват кристални силициеви клетки като референтни стандарти за оценка на тънкослойни клетки от аморфен силициев диоксид. Тази практика често води до значителни грешки в измерването, което поражда съмнения относно производителността на аморфните силициеви клетки.
Международни стандарти за тестване на слънчеви клетки
За да се осигурят последователни и надеждни сравнения, международните стандарти за тестване определят специфични условия за оценка на слънчеви клетки:
Спектър: AM1.5
Осветление: 1000 W/m²
Температура: 25°C
AM1.5 се отнася до слънчевия спектър, когато слънчевата светлина преминава през атмосферата под ъгъл, съответстващ на зенитен ъгъл от 48,2°.
За точни измервания трябва да бъдат изпълнени две ключови условия:
Спектралният отклик на референтната клетка и тестовата клетка трябва да се подравнява в определен диапазон, което обикновено се постига чрез използване на референтни и тестови клетки, изработени от един и същ полупроводников материал и подобни производствени процеси.
Източникът на светлина в симулатора трябва да съответства точно на спектралния състав на стандарта AM1.5.
Специални съображения за аморфни силициеви клетки
Аморфните силициеви клетки се различават значително от кристалните силициеви клетки по отношение на материала и спектралния отговор. Ето ключови съображения за точно тестване:
Калибриране на облъчването:
Използвайте аморфна силициева референтна клетка, специално проектирана за калибриране на облъчването. Използването на кристални силициеви клетки за тази цел може да доведе до безсмислени резултати поради спектрално несъответствие. Дори и да е наличен идеален източник на светлина, осигуряването на точни резултати в типични лабораторни или производствени среди остава предизвикателство.
Избор на източник на светлина:
Слънчевият симулатор трябва да използва източник на светлина със спектрален диапазон между 300 nm и 800 nm, който съответства точно на спектъра AM1.5. Симулаторите на обикновени ксенонови лампи често имат богат на инфрачервени лъчи спектър (800 nm до 1100 nm), който се отклонява от стандартния, причинявайки значителни несъответствия.
Спектрален отговор:
Спектралният отклик на слънчевата клетка се отнася до броя на носителите на заряд, генерирани на фотон при дадена дължина на вълната. Аморфните силициеви клетки имат спектрален диапазон на отклик от 400 nm до 800 nm, в сравнение с 400 nm до 1100 nm за кристалните силициеви клетки. При тестване на аморфни силициеви клетки с помощта на симулатори, калибрирани с кристални силициеви стандарти, богатият на инфрачервени лъчи спектър (800 nm до 1100 nm) допринася за тока на кристалните клетки, но не и за аморфните клетки. Това води до силно подценяване на тока и общата производителност на аморфната силициева клетка.
Освен това, спектралният отклик на аморфните силициеви клетки се влияе от фактори като светлина от отклонение и напрежение, което прави отчитането на тези променливи при нестандартни условия изключително важно.
Точното тестване на тънкослойни слънчеви клетки от аморфен силиций изисква внимателно внимание към калибрирането на облъчването, избора на източник на светлина и подравняването на спектралния отговор. Спазването на тези насоки гарантира надеждни резултати и избягва грешките, свързани с неправилни методи за калибриране.
