Aurinkokennot, jotka tunnetaan myös nimellä aurinkokennot, muuntavat auringonvalon suoraan sähköenergiaksi. Aurinkokennojen hyötysuhteen mittaaminen tapahtuu tyypillisesti arvioimalla tulevan auringonvalon tehoa radiometrillä ja määrittämällä sähköteho maksimitehopisteessä. Tämä prosessi kohtaa kuitenkin haasteita, koska kennojen suorituskyky on riippuvainen auringon spektristä, joka vaihtelee vuodenaikojen, maantieteellisen sijainnin ja sääolosuhteiden mukaan. Nämä tekijät yhdistettynä radiometrien kalibrointivirheisiin voivat johtaa epäjohdonmukaisiin ja epätarkkoihin mittauksiin.
Tällaisten ongelmien lieventämiseksi useimmat valmistajat käyttävät aurinkosimulaattoreita aurinkokennojen tehokkuuden testaamiseen kontrolloiduissa ympäristöissä. Nämä simulaattorit kalibroidaan käyttämällä standardikennoja, jotka vastaavat auringonvalon spektrijakaumaa standardiolosuhteissa.
Yleisiä sudenkuoppia amorfisten piiohutkalvoaurinkokennojen testauksessa
Jotkut laboratoriot ja testauslaitokset käyttävät kiteistä piitä sisältäviä kennoja referenssistandardeina amorfisesta piistä valmistettujen ohutkalvokennojen arvioinnissa. Tämä käytäntö johtaa usein merkittäviin mittausvirheisiin, jotka herättävät epäilyksiä amorfisen piisin kennojen suorituskyvystä.
Kansainväliset aurinkokennojen testausstandardit
Johdonmukaisten ja luotettavien vertailujen varmistamiseksi kansainväliset testausstandardit määrittelevät aurinkokennojen arvioinnille erityisehdot:
Spektri: AM1.5
Säteilyteho: 1000 W/m²
Lämpötila: 25°C
AM1.5 viittaa auringon spektriin, kun auringonvalo kulkee ilmakehän läpi 48,2°:n zeniittikulmaa vastaavassa kulmassa.
Tarkkojen mittausten saamiseksi on täytettävä kaksi keskeistä ehtoa:
Referenssi- ja testikennon spektraalisen vasteen on oltava tietyllä alueella, mikä tyypillisesti saavutetaan käyttämällä samasta puolijohdemateriaalista valmistettuja referenssi- ja testikennoja ja samankaltaisia valmistusprosesseja.
Simulaattorin valonlähteen on vastattava tarkasti AM1.5-standardin spektraalista koostumusta.
Amorfisten piikennojen erityishuomioita
Amorfiset piikennot eroavat merkittävästi kiteisistä piikennoista materiaalin ja spektraalisen vasteen suhteen. Tässä on tärkeimmät huomioon otettavat seikat tarkkaa testausta varten:
Säteilykalibrointi:
Käytä amorfisesta piisistä valmistettua referenssisolua, joka on erityisesti suunniteltu säteilyvoimakkuuden kalibrointiin. Kiteisten piisolujen käyttö tähän tarkoitukseen voi johtaa merkityksettömiin tuloksiin spektrin epäsuhdan vuoksi. Vaikka ihanteellinen valonlähde olisi saatavilla, tarkkojen tulosten varmistaminen tyypillisissä laboratorio- tai tuotantoympäristöissä on edelleen haastavaa.
Valonlähteen valinta:
Aurinkosimulaattorin tulisi käyttää valonlähdettä, jonka spektrialue on 300 nm ja 800 nm välillä ja joka vastaa tarkasti AM1.5-spektriä. Yleisillä ksenonlamppusimulaattoreilla on usein infrapunarikas spektri (800 nm - 1100 nm), joka poikkeaa standardista ja aiheuttaa merkittäviä eroja.
Spektrivaste:
Aurinkokennun spektraalinen vaste viittaa fotonia kohden tietyllä aallonpituudella syntyvien varauksenkuljettajien määrään. Amorfisten piikennojen spektraalinen vastealue on 400 nm - 800 nm, kun taas kiteisten piikennojen vastaava alue on 400 nm - 1100 nm. Kun amorfisia piikennoja testataan kiteisten piistandardien avulla kalibroiduilla simulaattoreilla, infrapunarikas spektri (800 nm - 1100 nm) vaikuttaa kiteisten kennojen virtaan, mutta ei amorfisten kennojen virtaan. Tämä johtaa amorfisen piikennon virran ja kokonaissuorituskyvyn vakavaan aliarviointiin.
Lisäksi amorfisten piikennojen spektraalivasteeseen vaikuttavat tekijät, kuten esijännite ja jännite, minkä vuoksi on tärkeää ottaa nämä muuttujat huomioon epästandardiolosuhteissa.
Amorfisesta piimateriaalista valmistettujen ohutkalvoaurinkokennojen tarkka testaus vaatii huolellista huomiota säteilykalibrointiin, valonlähteen valintaan ja spektraalisen vasteen kohdistukseen. Näiden ohjeiden noudattaminen varmistaa luotettavat tulokset ja välttää virheellisiin kalibrointimenetelmiin liittyvät virheet.
