【电子行业标准(SJ)】 太阳电池电性能测试设备检验方法

UDC 621.352.7535.81621.317-7.08K83
中华人民共和国国家标准
GB 11012-89
释为 SJ/T 11061-96
太阳电池电性能测试设备检验方法Inspection procedures for electricalperformance test equipments
for soler cclls
1989-03-31发布
国家技术监督局发布
TTY KAONT KAca
1990-01-01实施
中华人民共和国国家标准
太阳电池电性能测试设备检验方法Inspection procedures ol electricalperformante test equipments
tor solar cells
主题内容与适用范围
本标准规定了太阳电池电性能测试设备技术性能的一整检验方法。GB11012--89
本标准适于检验各类太阳电池电性能测试设备·包括测量单体太阳电池、太阳电池组件、太阳电池组合板和太阳电池方阵的所有类型的电性能测试设备。各类太阳电池测试设各应根据具体要求有针对性地加以引用。
2引用标准
GB6194航天用太阳电激电性能测试方法GBB195地面用太阳电池电性能测试方法CB1324光学零件上真空敏硫化锌氟化镁多层分光膜GB3360数据的统计处理均值的估计和区间3电测系统的检测
3.1可变须载
3.1.1电可变负载
3. 1. 1. 1器和电路
函数记录仪：精度不低于士0.5%。稳压源:所能提供的中压、电流和功率应不小手被检测试台的电压，电流和功率量程。电压不稳鹿应不超过土0.1%，电源内阻应不大于0.019，输出交流纹被电压应不大于输出电压的0.2%，限流电阻：阻值根据测试需要确定，但应保证稳压电源安全使用，限流电阻应有足够的功率，以保证不发热撤坏。
采样电阻：应选用阻值为根流电阻十分之一以下的精密电阻，并有足够的功率，以保证不致调溢升而改变其电阻值。
b电璐框图
按图1接线。
中华人民共和国机械电子工业部1989-D3-02批准TYYKAONTKAca
1990-01-01实施
3. 1. 1. 2检测
可调稳
乐电源
GB 11012—89
可变负裁
采样电阻
记录仪
如负载分若干档，应各挡分别检验，并使稳压电源电压与各档量程相对应。b。把可变负载从晟大值到最小值连续反复调节三次，把各砍描绘的1-特样记录在同一坐标上得到三条曲线
3.1.1.3可变负载应满足以下条件.
按 3. 1, 1, 2b条测得的三条断线视应重合。1-V特性曲线连续、平滑、无跳变。可变负载两竭电压的最小值应小于最大值的3%，可变负载上电流的最小值应小干最大值的电阻可变负藏的额定电流应不小于受检测试台的最大电流量。电子负载
3. 1. 2. 1
仪器利电略
仪器同 3. 1.1.1a 条。
电路掘图
同3.1.1.1b条。
3. 1. 2. 2
同 3. 1. 1. 2a条。
同3. 1. 1. 26条，
3. 1. 2. 3
电子负载应满足以下条件
I-V特性曲线连续、平滑、无跳变。I-V 特性曲线与电流轴,电压轴相交。流和电压的重复性误差及上下变差满足被检设备的技术要求。1-√特性曲线应是直线：可用直来检验它是否失真。3.2电流、电压测量（包括记录)装置电流、电压测量装置按3.2.1条和3.2.2条两种情况检验。3.2.1太阳电泄测试设备所选用的电测量指示仪表精度应不低于0-5级·以计量部门一年内的检定证明为依据，否则在必要时应按照计量部门所规定的方法进行精度检验。3.2.2用微机、集成电路及显示元件装配的电滤量装叠、应按照对精度相当于0.5级电测量指示仪表的要求来检验。
3.3接线、安装、爽具
3.3.1太阳电池电性能测试设备电测部分的接线和安装应符合有关规定。3.3.2从太阳电池到电流测量端的接线电应小到能保证在测量短路电流耐，被测电池两端的电压不2
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超过开路电压的3%。
3.3.3触针电阻、接触电阻、接线电阻GB 11012--89
测试夹具的触针电阻，接触电阻、接线电阻的总和应不大于被测电池申联电阻的10%。被测电的串联电阻应按该夹具所夹太阳电池的中联电阻的最小可能值估算。b。接触电阻的测量推荐采用伏安法。上触针和上电极间的接触电阻，下触针（或板）和底电极间的接触电阻应分别测量。c
3.3.4上、下触针和太阳电泌电极的接触电势差应不大于1mV.测量接触电势的仪表辑入电阻应不低于1000M02。
3.4控制、采样
3.4.1自动或半自动测试设备的各种控制机构不受从电源线路引进的电脉冲干扰的影均，必要时可按以下握荐方法作抗扰能力检验，也可按照使用策件另行确定。抗扰能力检验方法1
把一台在工作的干扰脉神发生器和受检测试台接在同一供电线路上，检验受检测试台的控制系续能否正常工作，干扰脉冲的波形及输出功率按仪器的抗扰能力指标来确定。3. 4. 2脉冲式测试设备的数据采样线路应准光脉冲的预定设计值阴近采样。3.5偶然性故障的检测
太阻电池电性能测试设备要作得然性故萨检验时，携荐采用本条规定3. 5.1定义：由偶然因素使测量的误差远大下规定的最大允许误差3倍以上时，称为发生“一次偶然故障”。
3.5.2按表1快定接收或拒收，
惯燕性故摩改嫩
拒收(等于或小于)
总试验时间 h
拨收（等于或大于）
3.5.3体然性故障检验应在无特殊干优的正常工作环境中进行4人造测试光源的检验
4.1稳态测试光源
稳态测试应检验光谱特性、辐贴度、不均勾度、不稳定度以及辑照准直性。4.1.1光谱特性的检验
。本标准规定了光谱特性粒验的两种方法，即逐点检验及分区间检验。应根据光源的种类和鞘度要求来选择其中之一。
b。本标准规定太阳电池性能测试设备只检验相对光谱分布。4.1.1.1逐点检验法；本方法用于高精度测试光源的检验检验的波长范围：0.30~1.10um。a
照度。
检测点的波长间隔：按GB6494附录D和GB6495附录D选取检测点、逐点测量出光谱辑仪器布置：见图2。
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特测光
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d.仪器要求：仪器精度应和检划要求和配合。接收器
分光计：分光计或单色仪的使用波长范国应能覆盖0.3~1.1m，分光计在各测试波长点的遵过率应已知，或进行测定。
接收器，推荐选用与波长无关的中性接收器，也可以选用光谱灵敏度曲线经过标定或精确测定的其它接收器。
4.1.1.2分区检验法：本方法适用于非商精度测试，尤其适用于非气体放电灯的测试。区间划分：将0.9~1.1um波长范围划分为六个区间，即0,3～0.5,0.5～0.6,0.6~0.7,0.7~a.
0. 8,0. 8~~0. 9,D. 9 ~-1. 1μm。b.测试点选择：将各区间的中点选为测试点，即0.4、0.55、0.65、0.75.0.85,1.0um。c.仪器布盘：同 4.1. 1. 1c条。d.仪器要求：同4.1.1.10条，但分光计可以改用透过率巨知的窄带滤光片，其通带宽度应不超过0.05μm。
4.1.2辐照度的检验
4.1.2.1用标准太阳电池的标定值来检验光源的辑照度。4.7.2.2辐照度谢节范围：以带规单晶硅标准太阳电池短路电流的标定值为基准，根据短路电流和辑照度成正比关系来检验受检光源的辐照接调节范用。4.1.2.3A级太阳模拟器可以用经计量部门标定的辅射计来检验辐照度。4.1.3辑照不均匀度的检验
4.1.3.1不均匀度的检验应符合GB6495的有关规定。4.1.3.2有效辆樊面积为正方形，矩形时，应将雨积分为若干正方形或矩形小格字，在每个格子中心设一…个检测点。
4.1.3.3有效辐照面积为其它正多边形时，应将检测点沿对角线方向均匀选取。4.1.3.4有效辐照面为圆形吋，可按它的内接正六边形来考虑，4.1.3.5用于测量单体太阴电池的光源，检测格子应不少于1个，用于测量组会板的光源检测格了不少于10个。
4.1.3.6组合光源（由两种以上光谱不同的电光源组成)的均勾性应对每组光分别检验。4.1.4不稳定度的检验
4.1.4.1检验辐照不稳定度时，可将检测太阳电池放在有效辐照面内的任一位置，成使检测电池全部位干有效照面内。
4.1.4.2在1h内每隔5min测量短路电流一次，每次重复测三个数据敢乎均，共测12次，按G6495的规定计算不稳定度。
4.1.4.3短时不稳定度检验时，检测电池的位仍按4.1.1.1条，用每秒采样两次以上的数字式表测量短路电流，每30s测-个数据，共测5ml，计算出短时不稳定度，4.1.4.4检验不稳定度和短时不稳定度时，检测电池的温度变化应控制在+1C以内。4.1.5散射光含量的检验
4.1.5.1散射光的含应符合GB6194和GB6195的有关规定。4.1.5.2用总辐射表加遮光物米检验散射光含量先用标准太阳电池把受检光源的辐照度校准到标定值，再将总辐射表受于有效辑照平面的中心,测得辐照度 A。
b.用遮光物将垂直照射的光线挡住（不得挡住散射光），测得辐照度B。1
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辐照度之比 R/A应不大于 25%，c.
4.2脉种式测试光源的特性的验
4.2.1光谱特性的检验：同4.1.1条。4.2.2辐照度的检验同4.1.2条。4.2.3辐不均匀度的检验
GB 11012--89
4.2.3.1单个脉冲灯，无光装的测试光源，当光源至有效辐照面的垂直距离大于有效辐照面线度L2.3倍以1时,不均匀度可按表2估算。表2
2.3L22.5L
2.5L≤H≤3L
不均句度
》±4%
3. 6LEf4. 21
4.2L≤H≤5L
4.2.3.2凡厨4.2.3.1条以外的情况，捡验方法同4.1.3条。4.2.4不稳定度的检验
同4.1.4条，但不检验1.1.4.3条。4.2.5散射光含量的检验
不均度
感±1.5%
脉冲式测试光源的散射光含量般不必检验。必须检验附参期 4.1.5,2条进行，但其中总辐射表用太阳电池代背，即以太阳电泌的短路电流值（可用脉冲式测试仪测得)代替总辐射表的读数。4.3滤光、反光器件
4.3.1测武光源不应使用任何机械结构不稳定的滤光和反光装置，4.3.2光路附近不允许有影响反光的,不稳定的机械置，如风翼片等，4.3.3凡可能影响光学性能的各种因素均应排除。4.3.4不应使用极易老化、衰退、无法用定期更换的办法来恢复的反光物体和透光物体。4.3.5使用光学镀膜零件，具稳定性：-般应由制造广保证，必要时按GB1324的有关规定来检验。4. 4翻期度调节装罩
辐照度应具备粗调和微调装量，调节范围在土5%以内，为微调:超过士5%则为粗调。辑照度粗调装置应采用机械的或光学的手段.不应采用改变灯光电源的电压，电流等手段。4. 4.21
4.4.3在辐照度粗调的范留内调节时，应保证其它光学特性仍在允许的范围内变化。4.4. 4
辑照度微调装置允许用任何方法。4.5灯光电源
4. 5. 1 灯光电源分为连续「作型、间歇E作型和球冲工作型,应按备自的要求检验。4. 5. 2灯光电源应有足够的功率容量,能连续使用 1h以上4.5.3间歇工作型灯光电源在测试数据采样期间灯光自动开房，采拌完毕自动熄灭，在采样期间应保证光脉冲有所需的形状。灯光电源应保证光脉冲的波形和幅值有良好的重复性。4.5，4连续工作型灯光的交流纹波系数可用精密示波器来检验。用受灯光照射太相电泄，从太阳电池回路里取样电阻上敢出与光电流成正比的电压。该电压的交流纹波系数比应满足要求，其中司是交流纹波电压的峰-峰值，是真流电压,从示波器上读出。4.8电光源
电光源的色温、寿翁及光谱特性由电光源制造厂保证。必需检验时，色温、寿命可按照轻工部有关标准进行检验。电光源的色温应不低于2800K（系指在不带任何反光及滤光装的情况下）。光谱特性的构验方法同4.1.1条。
4.7安装和通风
受检设备的电气、机械结构基本要求应符合有关规定。5
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5温控系统
5. 1温控精度的捡验wwW.bzxz.Net
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5.1.1温度计:推补用点接触温度。精确度应不低于土5℃。5.1. 2用校准好的温度计测量有效辐照面中心的温度，受检设备连续工作 1h 后再复测-次,验证温度变化范围是否在25土1'C以内
5.1.3应在环境温度为10、25.35三种环境条件下重复 6. 1.2条。5.2调溢范围
5.2.1备有温度系数测量装置的太阳电池测试设备应检验调温范围。5. 2. 2在技术指标所规定的温控范围内取温度上限,温度下限作为两个闭加试点,按 5. 1 条来检验温控精度。
5.3有效温控面积
5.3.1在有效照平面上,溢控精度和调温范围都达到规定指标的区域为有效溢控区。有效辑照面和有效温控区重合部分称为有效温控面积。5.3.2按 5. 3.1条的定义，用 5、1条规定的方法检验有效温控面积的形状和尺小。5.4温控不均匀度的检验
5. 4. 1温控不均匀度8的定义
± @mux = & × 100%
e + ea
式中;m有效辐照面积上的最高温度，℃,有效摘照面积上的最低温度，C。5. 4. 2 9r+Dmn的确定
将4.1.3条的辐照不均匀度检测点改为温度不均匀度检测点，用校准好的接触式温度计轮流测定行检测点的溢度,重复三遍。将同一检测点的三个数据取平均值然后挑出和，6数据处理系统的检验
6.1仪器和电路
根据需选用图3或图4所示的电路。图3中标准电阻的阻值根据稳压电源的输出电压及测试台的电流量程求选择，
可调稳
压电源
已知伏安
特性的电源
标准电阻
受检测试台的
太阳电池接口
受检捡测试台的
太阳电池接口
图1中已知伏安特性的电源可选用附录B中所推荐的太阳电池模拟电路，6. 2输出系统
6.2.1绘图功能检验
按图3或图1连接电路，并将受检测试台和X-Y绘图仪相连。描绘出伏安特性，和已知的伏安特性6
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相比较可判断绘图功能是否正书。6.2.2绘图重复性检验
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按6.2.1策的操作方法重复进行三次，三条伏安特性应无明显不重合。6.2.3显示功能检验
将x-Y绘图仪换成翌示器。可用和受检测试台配套的专用显示器。也可用通用示波器来观察显示功能是否正常，伏安特性有无明显的畸变。6.3打印输出系统
6.3. 7打印功能检验
按6.1条连接电路，进行-一次测试，打印出各种参数，供安特性等以检验打印功能，包括有效数字及打印重复性等是否符合要求。
6. 3.2伏安特性不滑度检验
明显偏打印曲线的点应不超过打印总点数的5%。6-3.3打点密度检验
测量一片填充因子大于0.60的太阳电池，打印出优安特性曲线，应符合以下要求：：在最佳功率点附近打点的密巢程度目规应接近于连续的曲线。b，应能明显地判断伏安特性曲线和坐标轴的交点7设备误差的检验
7.1设备误差检验的要点
7.1.1设备误差（精确度）包括系统误差（准确度>及偶然误差（精密度）两部分，应分别检验。7.1.2设备误差来源于电测及光测两部分,应分别检验。了.1.3设备误差是指各档的满量程误差，不同于实际测量误差。7.2电测误差
7.2.1电测部分的准确度
7.2.1.1仪器和电路：同6.1条，7.2.1.2各档的满量程准确度：受检设备的电压、电流测量分若十量理。手动或自动换档,均应分档检验满量程准确度。
8：电压满量程准确度
按6.1条电路图3，将稳压电源的输出电压调到某一个满量程电压值。用精度比受检测试仪高一级的数字电压表测量输出电压，再用受检设备测量输出电压，以数字电压表的测量结果为基准，求出相对误差。
b.电流满量程雄确度
接6.1条电路图3，令输出电压标准电阻的比值等于满盘程电流，井以该数值为基准，求出所测短路电流的相对误差，即得电流满量程准确度，也可以用精度比受检测试议高一级的电流表的测盛值作为基准。
7.2.1.3最大输出功率、填充四子、转换效率及其它电压,电流导出的电测准确度可以控误差传递进行估算。
7.2.1.4本条不考虑偏然误差，所涉及的测试数据均取算术平均值，单复滤量次数应不低于三次。7.2.2电测部分的精密度：本标准规定按标准差的估计值S来估算测量的精密度，其估算方法照GB 3360,取样本大小 =10,即用被检设备对间一测试样品重复测量 10 欢，各次测量值为 X。其算术平均值为X,则
2 (X, - X)
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GB 11012—89
于是测量精密度=±1. 028号×100%动
7.3光测误差
光测误差是指由光源本身特性引起的，或与光源特性有关的误差，包括光谱失配误差、不稳定误差及辐照度不均勾误差，
7.3.1不急定误差包括由不稳定度及短时不稳定度引起的两项偶然误差：。电流不稳定误差，系指由于辐照度不稳定所引起的电测盘误差，采用相对误整。数值上等于不稳定度及短时不稳定度的平方和的平方根值。b。电压不稳定误差：系指由于辐瞬度不稳定所引起的电压测量误差，采用相对误差。计算方法和计算电流不稳定误差相同。
本标准规定，当稳定度不低于A级太阳模拟器的指标时，电压不稳定误差按士0.3%估算，当稳定度不低于B级太阳模拟器的指标时，电压不稳定误差按士0.5%估算，当稳定度不低于C级太阳模拟器的指标时，电压不稳定度按主1%估算，7.3.2光谱失配误差：可根据光特性、标准太阳电池和待测太阳电池的光谱响应按GB6494的附录F进行计算。
了.5辐照不均勾误差：本标准规定太阳电池测试设备一殷不给出照不均匀误差。7.4太阳电池电性能测试设备误差的给出太阳电池电性能测试设备应按本条的规定给出在额定工作条件下，测试设备的设备误差，即各档的满量程测试误差。
7.4. 1应给出电测部分的精密度。7.4.2应给出电测部分的准确度。7.4.3电流，电压设备误差应分别给出，其它整数的设备误差按照误差传递原则进行估算。7.4.4光谱失配误差及辐照不均勾误差仅在有特殊需要时作为在特定录件下的附加技求指标给出。7.4.5光测不稳定误差可按不稳定指标算出，不作为一项独这的误举指标，7.4.6各项误差均以相对误差表示。7.4.7误整指标的优先数列取1.1.5,2,2.5,3,5,7，10%。7.5关于误检验的若平规定
7.5.1受检设备的工作条件应符合制道厂规定，允许一定的稳定时间。7.5.2检验误差时所使用的仪器应不影响测量，或影响范可以准确给出。若由于检验仪器接人而带来的测量误差为士m%，而受检设备的允许误差为土e%，则当受检设备的视在误差不超过士（e十m）%时,应认为符合要求。
7.5.3检验稳定度时，应在规定的工作条件下进行，不允许采取附加的稳定措施或触动设备内部调节机构。
7. 5.4误差检验一般按满量程进行，也可以按技术要求在一些其有代表性的离散点上进行(例如,开路、短路、最大功率点等）。
7.5.5用于野外自然阳光下测试的太阳电池测试仪应具有足够宽的额定工作摄度范避，并给出温升误差。必要时需进行检验，控龄的方落与·电了仪器指同，可接有关探难进行，8
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附录最A
度系数，串、并联电阻的误萃检验（补充件）
A1温度系数的测量误差根据短路电随，开路电压V。的电测误差及控精度按误差传公式估算。A2温度系数的设备误差按1V的满量程电测误差及温控精度按识差传通公式估算。A3串联电阻测量误差的检验
用受检设备先测定一片太阳电池的申联电阻起，把一个标准电阻和太阳电池申联后，再测定出申联电阻R总，化一为标准电阻的测量值，以标准电阻的标定值为基础，可求出标准电阻的测量误差。该值即为与标准电阻同数册级的申联电的测量误差。A4敢粗值为0.01，0.1和10Q的三个标准电阻取三片太阳电滤，要求它们的审联电阻分别和这三个标准电阻的阻值接近或履于同一数量级。按A3条分别求出测量误差，并以此作为受检设备测量申联电阻的设备误差。
A5并联电阻测量误差的检验
仿照A3条但将中联政为并联。
A6仿照A1条但标准电阻取为1000、1k、10k2，并以此作为受检设备测量并联电阻的设备误差。TTY KAONT KAca
B？目的
GB 11012—89
太阳电池的模拟
(签考件）
为了粒验太阳电池测试台电测部分的技术性能，可以采用模拟太阳电池的方法来避免光测部分的影响。
依照太阳电池的集中参数电路，可以用恒流源，稳压电源、三极管，串联电阻来模拟单体太阳电池或组件。
B3测量仪器
恒流电源，稳压电源、电阻箱（或著下固定电阻）、二极管、或避光放装登的太阳电池。4模拟电路
根据调试端要可选用以下两种模拟电路中的任一电路，也可根据实际要求作适当的简化。Ry
世流源
附加说：
稳H电源
本标准出西安交通大学，机械电子工业部十八所负责起草。本标谁主要起草人：黄嘉像，
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