Saules baterijas, kas pazīstamas arī kā fotoelektriskās baterijas, tieši pārveido saules gaismu elektriskajā enerģijā. Saules bateriju efektivitātes mērīšana parasti ietver krītošās saules gaismas jaudas novērtēšanu, izmantojot radiometru, un elektriskās jaudas noteikšanu maksimālās jaudas punktā. Tomēr šis process saskaras ar izaicinājumiem, jo bateriju veiktspēja ir atkarīga no saules spektra, kas mainās atkarībā no sezonālām izmaiņām, ģeogrāfiskās atrašanās vietas un laika apstākļiem. Šie faktori apvienojumā ar radiometru kalibrēšanas kļūdām var izraisīt nekonsekventus un neprecīzus mērījumus.
Lai mazinātu šādas problēmas, vairums ražotāju izmanto saules simulatorus, lai pārbaudītu saules bateriju efektivitāti kontrolētā vidē. Šie simulatori tiek kalibrēti, izmantojot standarta šūnas, kas atbilst saules gaismas spektrālajam sadalījumam standarta apstākļos.
Bieži sastopamās kļūdas amorfu silīcija plānslāņu saules bateriju testēšanā
Dažas laboratorijas un testēšanas aģentūras izmanto kristāliskā silīcija šūnas kā atsauces standartus amorfā silīcija plānplēves šūnu novērtēšanai. Šī prakse bieži rada ievērojamas mērījumu kļūdas, kas rada šaubas par amorfā silīcija šūnu veiktspēju.
Starptautiskie saules bateriju testēšanas standarti
Lai nodrošinātu konsekventu un uzticamu salīdzināšanu, starptautiskie testēšanas standarti nosaka īpašus nosacījumus saules bateriju novērtēšanai:
Spektrs: AM1.5
Apstarojums: 1000 W/m²
Temperatūra: 25°C
AM1,5 attiecas uz Saules spektru, kad saules gaisma iet caur atmosfēru leņķī, kas atbilst zenīta leņķim 48,2°.
Lai veiktu precīzus mērījumus, jāievēro divi galvenie nosacījumi:
Atsauces šūnas un testa šūnas spektrālajai reakcijai jāsakrīt noteiktā diapazonā, ko parasti panāk, izmantojot atsauces un testa šūnas, kas izgatavotas no viena un tā paša pusvadītāju materiāla un līdzīgus ražošanas procesus.
Simulatora gaismas avotam ir precīzi jāatbilst AM1.5 standarta spektrālajam sastāvam.
Īpaši apsvērumi amorfām silīcija šūnām
Amorfās silīcija šūnas ievērojami atšķiras no kristāliskajām silīcija šūnām materiāla un spektrālās atbildes ziņā. Šeit ir galvenie apsvērumi precīzai testēšanai:
Apstarojuma kalibrēšana:
Izmantojiet amorfā silīcija references šūnu, kas īpaši paredzēta apstarojuma kalibrēšanai. Kristāliskā silīcija šūnu izmantošana šim nolūkam var radīt bezjēdzīgus rezultātus spektrālās neatbilstības dēļ. Pat ja būtu pieejams ideāls gaismas avots, precīzu rezultātu nodrošināšana tipiskā laboratorijas vai ražošanas vidē joprojām ir sarežģīta.
Gaismas avota izvēle:
Saules simulatoram jāizmanto gaismas avots ar spektra diapazonu no 300 nm līdz 800 nm, kas precīzi atbilst AM1.5 spektram. Parastajiem ksenona lampu simulatoriem bieži ir infrasarkanajiem stariem bagāts spektrs (800 nm līdz 1100 nm), kas atšķiras no standarta, izraisot ievērojamas neatbilstības.
Spektrālā reakcija:
Saules baterijas spektrālā reakcija attiecas uz lādiņnesēju skaitu, kas ģenerēts uz vienu fotonu noteiktā viļņa garumā. Amorfo silīcija elementu spektrālās reakcijas diapazons ir no 400 nm līdz 800 nm, salīdzinot ar 400 nm līdz 1100 nm kristāliskā silīcija elementiem. Testējot amorfā silīcija elementus, izmantojot simulatorus, kas kalibrēti ar kristāliskā silīcija standartiem, infrasarkanajam starojumam bagātais spektrs (no 800 nm līdz 1100 nm) veicina kristālisko elementu strāvu, bet ne amorfo elementu strāvu. Tas noved pie ievērojama amorfā silīcija elementa strāvas un kopējās veiktspējas novērtējuma par zemu.
Turklāt amorfā silīcija šūnu spektrālo reakciju ietekmē tādi faktori kā nobīdes gaisma un spriegums, tāpēc ir svarīgi ņemt vērā šos mainīgos lielumus nestandarta apstākļos.
Precīza amorfā silīcija plānplēves saules bateriju testēšana prasa rūpīgu uzmanību apstarojuma kalibrēšanai, gaismas avota izvēlei un spektrālās atbildes saskaņošanai. Šo vadlīniju ievērošana nodrošina ticamus rezultātus un ļauj izvairīties no kļūdām, kas saistītas ar nepareizām kalibrēšanas metodēm.
