Сончевите ќелии, познати и како фотоволтаични ќелии, директно ја претвораат сончевата светлина во електрична енергија. Мерењето на ефикасноста на соларните ќелии обично вклучува проценка на моќноста на падот на сончевата светлина со помош на радиометар и одредување на излезната електрична енергија при максималната точка на моќност. Сепак, овој процес се соочува со предизвици поради зависноста на перформансите на ќелиите од сончевиот спектар, кој варира со сезонските промени, географската локација и временските услови. Овие фактори, во комбинација со грешките во калибрацијата во радиометрите, можат да доведат до неконзистентни и неточни мерења.
За да се ублажат ваквите проблеми, повеќето производители користат соларни симулатори за тестирање на ефикасноста на сончевите ќелии во контролирани средини. Овие симулатори се калибрираат со користење на стандардни ќелии кои се усогласуваат со спектралната распределба на сончевата светлина под стандардни услови.
Чести стапици при тестирање на тенкофилмски сончеви ќелии од аморфен силициум
Некои лаборатории и агенции за тестирање користат кристални силициумски ќелии како референтни стандарди за евалуација на тенкофилмски ќелии од аморфен силициум. Оваа практика често резултира со значителни грешки во мерењето, што доведува до сомнежи за перформансите на аморфните силициумски ќелии.
Меѓународни стандарди за тестирање на сончеви ќелии
За да се обезбедат конзистентни и сигурни споредби, меѓународните стандарди за тестирање дефинираат специфични услови за евалуација на сончевите ќелии:
Спектар: AM1.5
Зрачење: 1000 W/m²
Температура: 25°C
AM1.5 се однесува на сончевиот спектар кога сончевата светлина минува низ атмосферата под агол што одговара на зенитен агол од 48,2°.
За точни мерења, мора да се исполнат два клучни услови:
Спектралниот одговор на референтната ќелија и тест ќелијата мора да се усогласи во рамките на одреден опсег, што обично се постигнува со користење на референтни и тест ќелии направени од ист полупроводнички материјал и слични производствени процеси.
Изворот на светлина во симулаторот мора тесно да се совпаѓа со спектралниот состав на стандардот AM1.5.
Посебни размислувања за аморфни силициумски ќелии
Аморфните силициумски ќелии значително се разликуваат од кристалните силициумски ќелии во однос на материјалот и спектралниот одговор. Еве ги клучните размислувања за точно тестирање:
Калибрација на зрачење:
Користете аморфна силициумска референтна ќелија специјално дизајнирана за калибрирање на зрачењето. Користењето кристални силициумски ќелии за оваа намена може да доведе до бесмислени резултати поради спектрално несовпаѓање. Дури и да е достапен идеален извор на светлина, обезбедувањето точни резултати во типични лабораториски или производствени средини останува предизвик.
Избор на извор на светлина:
Соларниот симулатор треба да користи извор на светлина со спектрален опсег помеѓу 300 nm и 800 nm што тесно се совпаѓа со спектарот AM1.5. Вообичаените симулатори на ксенонски ламби често имаат спектар богат со инфрацрвено зрачење (800 nm до 1100 nm) што отстапува од стандардот, предизвикувајќи значителни несовпаѓања.
Спектрален одговор:
Спектралниот одговор на сончевата ќелија се однесува на бројот на носители на полнеж генерирани по фотон на дадена бранова должина. Аморфните силициумски ќелии имаат опсег на спектрален одговор од 400 nm до 800 nm, во споредба со 400 nm до 1100 nm за кристалните силициумски ќелии. При тестирање на аморфни силициумски ќелии со употреба на симулатори калибрирани со стандарди за кристален силициум, инфрацрвениот богат спектар (800 nm до 1100 nm) придонесува за струјата на кристалните ќелии, но не и за аморфните ќелии. Ова резултира со сериозно потценување на струјата и вкупните перформанси на аморфната силициумска ќелија.
Дополнително, спектралниот одговор на аморфните силициумски ќелии е под влијание на фактори како што се пристрасната светлина и напонот, што го прави клучно да се земат предвид овие варијабли под нестандардни услови.
Точното тестирање на тенкофилмските сончеви ќелии од аморфен силициум бара внимателно внимание на калибрацијата на зрачењето, изборот на извор на светлина и усогласувањето на спектралниот одговор. Придржувањето кон овие упатства обезбедува сигурни резултати и ги избегнува грешките поврзани со неправилните методи на калибрација.
