I, Introducción: por qué¿¿ es tan importante la IEC 60904 - 1?

En la investigación y desarrollo, producción, certificación y comercio de productos fotovoltaicos, sus indicadores básicos de rendimiento- - potencia máxima (pmax), voltaje de circuito abierto (voc), corriente de cortocircuito (isc) y factor de llenado (ff) - todos provienen directamente de la curva característica I - V. Si los métodos de medición no son uniformes, los datos medidos por diferentes laboratorios y equipos no serán comparables, y el comercio y los intercambios tecnológicos en toda la industria caerán en el caos.

El objetivo central de la IEC 60904 - 1 esEstandarizar los métodos de medición para garantizar que en cualquier laboratorio que cumpla con los estándares, se pruebe la misma muestra y se obtengan resultados altamente consistentes.. esLa base de medición de potencia de casi todas las demás normas de prueba fotovoltaica, como la IEC 61215 (durabilidad de componentes) y la IEC 61646 (componentes de película delgada), se puede llamar "la norma en la norma".

En segundo lugar, Condiciones básicas de la prueba: condiciones estándar de la prueba..STC)

Las mediciones especificadas en la IEC 60904 - 1 deben estar enCondiciones de prueba estándar..Condiciones de ensayo estándar (STC)Abajo, este es el punto de referencia para todas las comparaciones de datos. El STC se define como:

·Irradiancia..Irradiación): 1000 W/m²

·Temperatura de la batería..Temperatura de la célula): 25°C

·EspectroEspectro): AM 1.5G(la masa atmosférica esEspectro estándar global de 1,5)

Puntos clave de la interpretación:

1. Temperatura de la batería ♦ temperatura ambiente:El requisito claro del estándar es que la "temperatura de Unión de la batería" sea de 25 ° c. en la prueba real, el componente genera calor cuando funciona y su temperatura suele ser superior a la temperatura ambiente. Por lo tanto, las pruebas generalmente deben realizarse en una plataforma de control de temperatura y ser monitoreadas y corregidas a 25 ° C en tiempo real a través de sensores de temperatura.

2. Coincidencia espectral:El espectro de la fuente de luz del simulador debe coincidir con la altura espectral estándar am 1.5g. El desajuste espectral es una de las principales fuentes de error de medición. El estándar está limitado por el grado de coincidencia espectral (coincidencia espectral), que requiere un grado de coincidencia entre 0,75 y 1,25 en una banda dada.

3. Uniformidad de la irradiancia:La falta de uniformidad de la irradiancia en el plano de prueba puede causar errores de medición, especialmente para componentes de gran área. La norma requiere estrictamente la uniformidad espacio - temporal de la irradiancia.

En tercer lugar, Requisitos y calibración de equipos clave

1. simulador solar

El simulador solar es una reproducciónEquipos clave para las condiciones de "luz" en stc. El estándar tiene tres calificaciones clave para él:

·Grado de coincidencia espectral..Compañía espectral):Como se mencionó anteriormente.

·Uniformidad de la irradiancia..No uniformidad de irradiación):La desigualdad en toda la zona de prueba debe ser inferior a ± 2%.

·Inestabilidad temporal..Instabilidad temporal):Durante el período de medición, la fluctuación de la irradiancia debe ser inferior a ± 1%.

Los laboratorios deben tener prioridadSimulador para garantizar la máxima precisión de medición.

2. medición del sistema de cuatro hilos (kelvin sensing)

Los estándares se recomiendan encarecidamente.Método de medición de cuatro líneasPara obtenerCurva I - V. Esto se debe a la presencia de resistencias de alambre y resistencia de contacto en el circuito de prueba, que generan una caída de tensión significativa al medir una gran corriente, lo que resulta en una baja medición de potencia.

·* línea de fuerza: * responsable de transportar corriente, el diámetro de la línea es más grueso y se utiliza para transportar gran corriente.

·* línea sense: * responsable de medir el voltaje, el diámetro del cable es más delgado, detectando el voltaje real directamente en ambos extremos del dispositivo, evitando la caída de tensión en el cable.

El uso del sistema de cuatro líneas para medir es para obtener precisión.Las claves de voc, pmax y ff.

3. control y medición de la temperatura

·Plataforma de control de temperatura:Por lo general, es una placa metálica con refrigerante en el interior que permite estabilizar rápidamente la muestra a 25 ° c. la uniformidad de la temperatura en la superficie de la Plataforma es crucial.

·Sensores de temperatura:Se deben utilizar sensores calibrados y de alta precisión (como Pt100 / 1000). Los sensores deben instalarse de cerca en la parte posterior de la muestra y lo más cerca posible de una posición que pueda representar la temperatura media de la muestra. Para los componentes, generalmente se requiere el uso de varios sensores para tomar la media.

4. dispositivos de referencia

Debido a que es muy difícil medir la irradiancia absoluta directamente, los laboratorios suelen usarlaComponentes de referencia calibrados/ batería (reference Cell / módulo)Para establecer y monitorear el nivel de irradiancia del simulador a 1000 W / M cuadrado.

·Trazabilidad de la calibración:Los dispositivos de referencia deben enviarse periódicamente al laboratorio (por ejemplo, nrel, ise, esti, etc.) para calibrarse de acuerdo con estándares de nivel superior, asegurando que sus valores cuantitativos se pueden rastrear a estándares internacionales.

·Coincidencia de respuesta espectral:Idealmente, la respuesta espectral del dispositivo a medir y del dispositivo de referencia debe ser lo más consistente posible para reducir el error causado por la desviación del espectro del simulador de am1.5g (error de desajuste espectral). Si no se puede ser consistente, se requiere un cálculo y corrección de errores.

4, Proceso de prueba y procesamiento de datos

1. PreprocesamientoEstabilización):Las muestras deben ser suficientemente iluminadas cerca de STC o de acuerdo con los requisitos de las normas pertinentes antes de la prueba para que sus propiedades sean estables.

2. Establecer condiciones:Ajustar la irradiancia del simulador a 1000 W / M 2 utilizando dispositivos de referencia. Establecer y estabilizar la Plataforma de control de temperatura a 25 ° c (se debe considerar el acoplamiento térmico, la temperatura real de la Plataforma puede no ser de 25 ° c).

3. Medición:Después de que la temperatura de la muestra es estable y la irradiancia es estable, se realiza un escaneo I - V rápido. La velocidad de escaneo debe ser lo suficientemente rápida como para evitar cambios en la temperatura del dispositivo durante el escaneo.

4. Corrección de temperatura e irradiancia:Los datos brutos obtenidos de la medición (iraw, vraw) deben corregirse a STC de acuerdo con la fórmula proporcionada por el estándar si no se obtienen a 25 ° C precisos y 1000 W / m2.

oCorrección de corriente:ISC es linealmente proporcional a la irradiancia.

oCorrección de tensión:VOC está negativamente relacionado con la temperatura (alrededor del - 0,3% / ° C para si).

5. Informe:El informe final debe contener la curva I - V revisada y marcar claramente voc, isc, pmax, vmp, imp, FF y las condiciones reales de prueba (irradiancia, temperatura).

V, Desafíos comunes y mejores prácticas

·Error de desajuste espectral:Esta es la mayor fuente de error. La estrategia de respuesta es utilizar dispositivos de referencia que coincidan con la respuesta espectral del tipo de tecnología del dispositivo a medir (como silicio monocristalino, polisilicio, cigs, perovskita).

·Control de temperatura inexacto:Asegúrese de que la muestra esté en buen contacto térmico con la Plataforma de control de temperatura (utilizando pegamento térmico) y dé suficiente tiempo de estabilización.

·Velocidad de escaneo inadecuada:Un escaneo demasiado lento puede causar un aumento de la temperatura, y un escaneo demasiado rápido puede causar que el efecto capacitivo afecte la forma de la curva. Es necesario optimizar la velocidad de escaneo en función de la capacidad del dispositivo y el rendimiento del simulador.

·Calibración del equipo:Establecer un estricto plan de calibración regular, incluida la verificación del rendimiento del simulador, la calibración de los parámetros eléctricos (multímetro, carga electrónica) y la calibración del sensor de temperatura.

Vi, resumen

IEC 60904 - 1 proporciona un conjunto común de lenguajes y escalas para el mundo fotovoltaico. Comprender en profundidad sus detalles técnicos y seguir estrictamente sus requisitos para equipos, entornos y procesos operativos es una forma de obtener datos confiables, repetibles y comparables de rendimiento fotoeléctrico. Con la aparición de nuevas tecnologías como el topcon tipo n, el hjt y la perovskita, se plantean mayores requisitos para la precisión de las pruebas, y el cumplimiento de los principios básicos de la IEC 60904 - 1 y la comprensión de la importancia física detrás de ellos son esenciales para promover la innovación tecnológica y garantizar el comercio justo en el mercado.