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我國太陽電池測試技術進入國際四強

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 14:16:46 來源:天津電源研究所

   編者語:由(you)美(mei)國(guo)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)試(shi)驗(yan)室(shi)牽(qian)頭(tou),全(quan)世(shi)界(jie)有(you)十(shi)個(ge)國(guo)家(jia)的(de)十(shi)三(san)個(ge)著(zhu)名(ming)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)測(ce)試(shi)實(shi)驗(yan)室(shi)參(can)加(jia)。每(mei)個(ge)實(shi)驗(yan)室(shi)提(ti)供(gong)兩(liang)個(ge)沒(mei)有(you)標(biao)定(ding)數(shu)據(ju)的(de)標(biao)準(zhun)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)標(biao)樣(yang),全(quan)部(bu)23個標準太陽電池通過各個實驗室的背靠背標定後形成國際太陽電池基準WPVS(world photovoltaic scale)。天津電源研究所(信息產業部205計量站)參加了本次標準太陽電池國際比對活動。通過篩選,最終隻有四個與平均值接近的實驗室的數據被用作WPVS的量值,這四個實驗室分別是NREL(美國)、JQA(日本)、PTB(德國)和天津電源研究所。這四家實驗室同時也具有了今後世界光伏計量基準WPVS的再標定資格。

   一、太陽電池測試原理

  太tai陽yang電dian池chi的de測ce量liang與yu太tai陽yang輻fu照zhao度du測ce量liang密mi切qie相xiang關guan。地di麵mian上shang的de太tai陽yang輻fu照zhao每mei時shi每mei刻ke都dou在zai變bian化hua,這zhe一yi變bian化hua不bu僅jin體ti現xian在zai總zong輻fu照zhao度du上shang,而er且qie其qi內nei在zai的de光guang譜pu輻fu照zhao度du細xi節jie也ye在zai不bu斷duan的de變bian化hua,這zhe給gei最zui初chu的de太tai陽yang電dian池chi測ce量liang帶dai來lai了le極ji大da的de困kun難nan。由you於yu太tai陽yang電dian池chi是shi光guang譜pu選xuan擇ze性xing元yuan件jian,其qi光guang電dian靈ling敏min度du隨sui太tai陽yang光guang譜pu分fen布bu變bian化hua而er變bian化hua,在zai總zong輻fu照zhao度du相xiang同tong而er光guang譜pu輻fu照zhao度du不bu同tong的de光guang源yuan下xia,太tai陽yang電dian池chi的de電dian性xing能neng輸shu出chu會hui有you很hen大da的de不bu同tong。為wei了le實shi現xian太tai陽yang電dian池chi測ce量liang量liang值zhi的de統tong一yi,國guo際ji電dian工gong委wei員yuan會hui首shou先xian對dui標biao準zhun太tai陽yang光guang譜pu輻fu照zhao度du進jin行xing了le規gui定ding。所suo有you地di麵mian用yong太tai陽yang電dian池chi的de計ji量liang標biao準zhun條tiao件jian是shi采cai用yongAM1.5標準太陽光譜分布,本光譜分布數據來源於特定氣象條件、大氣吸收條件下的太陽光譜分布實測值。太陽電池測量除了要溯源到國家光輻照度基準外,還必須以本數據表作為測量的標準條件。

  taiyangdianchidezhuyaojishucanshushitaiyangdianchideguangpuxiangying,duanludianliuhekailudianyayijitaiyangdianchideguangdianzhuanhuanxiaolv。zuoweitaiyangdianchijiliangxiangmu,tongchangjinxingruxialiangfangmianneirongdeceshigongzuo—標準太陽電池在標準太陽光譜條件下的短路電流標定和在太陽模擬器下測量太陽電池的伏-安特性測量,進而計算出標準太陽光譜條件下太陽電池的光電轉換效率。由於無法得到與標準AM1.5taiyangguangpufenbuxiangyizhiderengongmoniguangyuan,yinciwufazhijieceliangchutaiyangdianchizaibiaozhuntaiyangfuzhaotiaojianxiadeduanludianliu。getaiyangdianchiceliangshiyanshitongchangcaiyongfeichangfuzadefangfashixiantaiyangdianchizaibiaozhunAM1.5太陽光譜下的短路電流測量並溯源到國際光輻照度量值基準,這一過程就是所謂的太陽電池標定。太陽電池的I-Vtexingceliangfangfashi,shouxiancaiyongyubeicetaiyangdianchiguangpuxiangyingxiangsidebiaozhuntaiyangdianchilaishedingtaiyangmoniqidebiaozhunceshitiaojianxiadefuzhaodu,ranhouzaitaiyangmoniqixiaceliangbeicetaiyangdianchideI-V特性曲線,由於被測太陽電池與標準太陽電池的光譜響應相似,因此這種替代測量方法可以克服掉由於太陽模擬器的光譜分布於標準AM1.5太陽光譜分布不匹配造成的光譜失配誤差。

  二、中國太陽電池測試技術發展

  上shang世shi紀ji七qi十shi年nian代dai,天tian津jin電dian源yuan研yan究jiu所suo在zai太tai陽yang電dian池chi研yan究jiu開kai發fa應ying用yong的de同tong時shi,投tou入ru了le相xiang當dang大da的de人ren力li和he物wu力li,建jian立li了le太tai陽yang電dian池chi測ce量liang實shi驗yan室shi,開kai始shi了le太tai陽yang電dian池chi的de標biao定ding與yu測ce試shi技ji術shu的de研yan究jiu工gong作zuo。主zhu要yao的de測ce試shi設she備bei包bao括kuo國guo產chan和he進jin口kou的deA級ji太tai陽yang模mo擬ni器qi,用yong於yu電dian性xing能neng測ce量liang並bing開kai發fa了le基ji於yu鎖suo相xiang放fang大da技ji術shu的de太tai陽yang電dian池chi光guang譜pu響xiang應ying測ce量liang係xi統tong。最zui初chu目mu標biao是shi建jian立li準zhun確que的de一yi級ji標biao準zhun太tai陽yang電dian池chi作zuo為wei全quan行xing業ye太tai陽yang電dian池chi的de計ji量liang基ji準zhun。在zai此ci期qi間jian,各ge種zhong太tai陽yang電dian池chi標biao定ding技ji術shu得de到dao了le充chong分fen開kai發fa,主zhu要yao包bao括kuo高gao山shan標biao定ding,地di麵mian光guang譜pu標biao定ding、實shi驗yan室shi內nei光guang譜pu標biao定ding,飛fei機ji標biao定ding,航hang天tian飛fei機ji標biao定ding等deng多duo項xiang標biao定ding技ji術shu都dou得de到dao了le開kai發fa和he嚐chang試shi,最zui終zhong形xing成cheng了le天tian津jin電dian源yuan研yan究jiu所suo的de標biao準zhun太tai陽yang電dian池chi體ti係xi,天tian津jin電dian源yuan研yan究jiu所suo的de標biao準zhun太tai陽yang電dian池chi在zai中zhong國guo大da陸lu得de到dao了le廣guang泛fan的de推tui廣guang和he應ying用yong。

  八十年代初期,中國的太陽電池測試技術已經逐漸成熟。作為一個新興的行業,必須開展產品、計量方麵的標準化工作,於是組織了全行業的太陽電池測試專家成立了全國光伏能源係統標準化委員會,專門負責太陽電池測量、測試和產品質量方麵的標準起草和製定工作。最初的目標是為了實現太陽電池產品的全行業量值統一,先後製定了“太陽電池標定方法”,“單晶矽太陽電池總規範”,“空間用太陽電池溫度係數測量方法”,“單晶矽太陽電池總規範”,“地麵用太陽電池組件的環境實驗方法”,“地麵用標準太陽電池”,“空間用標準太陽電池”,“光譜標準太陽電池”和“太陽模擬器總規範”等幾十項國家標準,這些標準起到了統一量值,促進產品質量提高的作用。

  三、中國太陽電池測試技術達到國際先進水平

  九(jiu)十(shi)年(nian)代(dai)初(chu)期(qi),國(guo)家(jia)投(tou)入(ru)專(zhuan)項(xiang)技(ji)術(shu)改(gai)造(zao)資(zi)金(jin),改(gai)造(zao)天(tian)津(jin)電(dian)源(yuan)研(yan)究(jiu)所(suo)的(de)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)測(ce)試(shi)實(shi)驗(yan)室(shi),建(jian)立(li)了(le)一(yi)套(tao)一(yi)級(ji)標(biao)準(zhun)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)計(ji)量(liang)裝(zhuang)置(zhi)。主(zhu)要(yao)包(bao)括(kuo)實(shi)驗(yan)室(shi)內(nei)一(yi)級(ji)標(biao)準(zhun)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)標(biao)定(ding)係(xi)統(tong)和(he)二(er)級(ji)標(biao)準(zhun)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)量(liang)值(zhi)傳(chuan)遞(di)係(xi)統(tong),大(da)大(da)的(de)提(ti)高(gao)了(le)該(gai)實(shi)驗(yan)室(shi)的(de)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)測(ce)試(shi)水(shui)平(ping)和(he)能(neng)力(li)。在(zai)此(ci)基(ji)礎(chu)上(shang)成(cheng)立(li)了(le)信(xin)息(xi)產(chan)業(ye)部(bu)電(dian)子(zi)205計量站,專門從事太陽電池的檢測計量工作,為中國太陽電池行業提供準確的檢測計量測試服務。

  太tai陽yang電dian池chi的de量liang值zhi統tong一yi在zai全quan世shi界jie也ye是shi一yi個ge待dai解jie的de難nan題ti。為wei此ci國guo際ji先xian進jin太tai陽yang電dian池chi測ce試shi實shi驗yan室shi試shi圖tu通tong過guo國guo際ji比bi對dui來lai實shi現xian全quan世shi界jie的de太tai陽yang電dian池chi量liang值zhi統tong一yi。最zui著zhu名ming和he最zui成cheng功gong的de一yi次ci國guo際ji比bi對dui是shiPEP`93國際標準太陽電池比對,這是美國能源部的項目。由(you)美(mei)國(guo)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)試(shi)驗(yan)室(shi)牽(qian)頭(tou),全(quan)世(shi)界(jie)有(you)十(shi)個(ge)國(guo)家(jia)的(de)十(shi)三(san)個(ge)著(zhu)名(ming)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)測(ce)試(shi)實(shi)驗(yan)室(shi)參(can)加(jia)。每(mei)個(ge)實(shi)驗(yan)室(shi)提(ti)供(gong)兩(liang)個(ge)沒(mei)有(you)標(biao)定(ding)數(shu)據(ju)的(de)標(biao)準(zhun)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)標(biao)樣(yang),全(quan)部(bu)23個標準太陽電池通過各個實驗室的背靠背標定後形成國際太陽電池基準WPVS(world photovoltaic scale)。天津電源研究所(信息產業部205計量站)參加了本次標準太陽電池國際比對活動。通過篩選,最終隻有四個與平均值接近的實驗室的數據被用作WPVS的量值,這四個實驗室分別是NREL(美國)、JQA(日本)、PTB(德國)和天津電源研究所。這四家實驗室同時也具有了今後世界光伏計量基準WPVS的再標定資格。

  現在,這套太陽電池標準(WPVS)已經成為全世界太陽電池行業廣泛應用的標準。由於天津電源研究所的積極推廣,中國太陽電池行業現在普遍采用WPVS作為測試標準。值的一提的是,通過本次比對活動, 205計量站的太陽電池測試能力已得到國際同行的認可。205計量站已經具備標定太陽電池(製作標準)和傳遞太陽電池標準的能力。 205計量站也是全球環境基金/中國可再生能源發展促進項目的太陽電池檢測實驗室,現正升級實驗室的能力進行太陽電池組件按國際標準IEC61215進行檢測。

  四、與時俱進 等同采用IEC標準

  作(zuo)為(wei)新(xin)興(xing)的(de)行(xing)業(ye),太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)產(chan)品(pin)的(de)種(zhong)類(lei)和(he)性(xing)能(neng)變(bian)化(hua)非(fei)常(chang)快(kuai),與(yu)之(zhi)相(xiang)適(shi)應(ying)的(de)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)測(ce)試(shi)技(ji)術(shu)卻(que)沒(mei)有(you)能(neng)夠(gou)立(li)即(ji)跟(gen)上(shang)。例(li)如(ru),多(duo)結(jie)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)測(ce)試(shi)技(ji)術(shu)。近(jin)幾(ji)年(nian)大(da)陸(lu)研(yan)製(zhi)出(chu)各(ge)種(zhong)多(duo)結(jie)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)新(xin)品(pin),對(dui)於(yu)多(duo)結(jie)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi),如(ru)果(guo)還(hai)采(cai)用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)測(ce)試(shi)設(she)備(bei),必(bi)將(jiang)產(chan)生(sheng)無(wu)法(fa)估(gu)量(liang)的(de)測(ce)試(shi)誤(wu)差(cha)。現(xian)在(zai)急(ji)需(xu)研(yan)製(zhi)多(duo)結(jie)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)測(ce)試(shi)技(ji)術(shu)和(he)開(kai)發(fa)用(yong)於(yu)多(duo)結(jie)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)測(ce)量(liang)的(de)光(guang)譜(pu)可(ke)調(tiao)超(chao)級(ji)太(tai)陽(yang)模(mo)擬(ni)器(qi)。

  另(ling)外(wai),隨(sui)著(zhe)產(chan)業(ye)規(gui)模(mo)的(de)擴(kuo)大(da),整(zheng)個(ge)行(xing)業(ye)已(yi)經(jing)與(yu)國(guo)際(ji)接(jie)軌(gui),因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)盡(jin)快(kuai)抓(zhua)緊(jin)落(luo)實(shi)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)的(de)等(deng)同(tong)采(cai)用(yong)工(gong)作(zuo)。是(shi)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)標(biao)準(zhun)化(hua)工(gong)作(zuo)為(wei)大(da)陸(lu)的(de)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)產(chan)業(ye)做(zuo)出(chu)更(geng)大(da)的(de)貢(gong)獻(xian)。

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