Күн батареялары, сондай-ақ фотоэлектрлік батареялар деп те аталады, күн сәулесін тікелей электр энергиясына айналдырады. Күн батареяларының тиімділігін өлшеу әдетте радиометрді пайдаланып түсетін күн сәулесінің қуатын бағалауды және максималды қуат нүктесіндегі электр қуатын анықтауды қамтиды. Дегенмен, бұл процесс батареяның өнімділігінің күн спектріне тәуелділігіне байланысты қиындықтарға тап болады, ол маусымдық өзгерістерге, географиялық орналасуға және ауа райы жағдайларына байланысты өзгереді. Бұл факторлар радиометрлердегі калибрлеу қателерімен бірге сәйкес келмейтін және дәл емес өлшеулерге әкелуі мүмкін.
Мұндай мәселелерді шешу үшін өндірушілердің көпшілігі бақыланатын ортада күн батареяларының тиімділігін тексеру үшін күн симуляторларын пайдаланады. Бұл симуляторлар стандартты жағдайларда күн сәулесінің спектрлік таралуына сәйкес келетін стандартты элементтерді пайдаланып калибрленеді.
Аморфты кремнийден жасалған жұқа қабықшалы күн батареяларын сынаудағы жиі кездесетін қателіктер
Кейбір зертханалар мен сынақ агенттіктері аморфты кремний жұқа қабықшалы жасушаларды бағалау үшін кристалды кремний жасушаларын эталондық стандарттар ретінде пайдаланады. Бұл тәжірибе көбінесе өлшеу кезінде елеулі қателіктерге әкеледі, бұл аморфты кремний жасушаларының жұмысына күмән тудырады.
Күн батареяларын сынаудың халықаралық стандарттары
Тұрақты және сенімді салыстыруды қамтамасыз ету үшін халықаралық сынақ стандарттары күн батареяларын бағалаудың нақты шарттарын анықтайды:
Спектр: AM1.5
Сәулелену: 1000 Вт/м²
Температура: 25°C
AM1.5 күн сәулесі атмосфера арқылы 48,2° зенит бұрышына сәйкес келетін бұрышпен өткен кездегі күн спектрін білдіреді.
Дәл өлшеу үшін екі негізгі шарт орындалуы керек:
Эталондық ұяшық пен сынақ ұяшығының спектрлік реакциясы белгілі бір диапазонда туралануы керек, бұл әдетте бірдей жартылай өткізгіш материалдан жасалған және ұқсас өндірістік процестерден жасалған эталондық және сынақ ұяшықтарын пайдалану арқылы жүзеге асырылады.
Симулятордағы жарық көзі AM1.5 стандартының спектрлік құрамына өте жақын болуы керек.
Аморфты кремний жасушаларына қатысты ерекше ескеретін жайттар
Аморфты кремний жасушалары материалдық және спектрлік реакция тұрғысынан кристалды кремний жасушаларынан айтарлықтай ерекшеленеді. Дәл сынау үшін негізгі факторлар:
Сәулеленуді калибрлеу:
Сәулеленуді калибрлеу үшін арнайы жасалған аморфты кремний анықтамалық ұяшықты пайдаланыңыз. Осы мақсатта кристалды кремний ұяшықтарын пайдалану спектрлік сәйкессіздікке байланысты мағынасыз нәтижелерге әкелуі мүмкін. Тіпті идеалды жарық көзі қолжетімді болса да, әдеттегі зертханалық немесе өндірістік ортада дәл нәтижелерді қамтамасыз ету қиын болып қала береді.
Жарық көзін таңдау:
Күн симуляторы AM1.5 спектріне өте жақын келетін, 300 нм мен 800 нм аралығындағы спектрлік диапазондағы жарық көзін пайдалануы керек. Ксенон шамының кең таралған симуляторларында көбінесе стандарттан ауытқып, айтарлықтай сәйкессіздіктерге әкелетін инфрақызылға бай спектр (800 нм-ден 1100 нм-ге дейін) болады.
Спектрлік жауап:
Күн батареясының спектрлік жауабы берілген толқын ұзындығында бір фотонға шаққандағы заряд тасымалдаушылар санын білдіреді. Аморфты кремний батареяларының спектрлік жауап диапазоны 400 нм-ден 800 нм-ге дейін, ал кристалды кремний батареялары үшін 400 нм-ден 1100 нм-ге дейін. Кристалдық кремний стандарттарымен калибрленген симуляторларды пайдаланып аморфты кремний батареяларын сынақтан өткізген кезде, инфрақызылға бай спектр (800 нм-ден 1100 нм-ге дейін) кристалды батареялардың тогына ықпал етеді, бірақ аморфты батареяларға әсер етпейді. Бұл аморфты кремний батареясының тогы мен жалпы өнімділігін айтарлықтай төмендетуге әкеледі.
Сонымен қатар, аморфты кремний жасушаларының спектрлік реакциясына жарық пен кернеудің ауытқуы сияқты факторлар әсер етеді, бұл стандартты емес жағдайларда бұл айнымалыларды ескеруді маңызды етеді.
Аморфты кремний жұқа қабықшалы күн батареяларын дәл сынау сәулеленуді калибрлеуге, жарық көзін таңдауға және спектрлік жауаптарды туралауға мұқият назар аударуды талап етеді. Осы нұсқауларды орындау сенімді нәтижелерге кепілдік береді және дұрыс емес калибрлеу әдістерімен байланысты қателіктерді болдырмайды.
