太阳能模拟器等级在标准测试条件(STC)下的测试方法

现实生活中，太阳辐射会随时间、地点、季节等因素变化而变化，但是，太阳电池最终都得放置在户外阳光下工作，为了使地面太阳电池的测试结果既具有可比性，又能间接反映出太阳电池在户外正常使用时的性能，就需要地面光伏器件的标准测试条件（STC），又称标准报告条件（SRC）［1，2］，主要包括三个方面：①测试温度：25℃；②辐射照度：1 000W／m2；③光谱分布：AM1．5G。

太阳能模拟器模拟阳光的程度有好坏之分，模拟光不可能复制出标准测试条件太阳辐射，这是因为太阳能模拟器常用光源（如氙灯，镝钨灯，碘钨灯等）的发光光谱与太阳辐射有着较大的差异，图14．2显示了光谱最接近日光的氙灯与AM1．5光谱的区别。

图14．2　氙灯辐射光谱与AM1．5太阳辐射光谱分布

从图14．2可以看出：氙灯光谱在可见光区间非常接近太阳辐射，色温为5 700～6 000K，氙灯在近红外却存在较多特征线谱，这与AM1．5太阳光谱差异特别大。而我们需要考虑的波长范围为400～1 100nm，覆盖了近紫外和近红外，近红外的光谱匹配程度是必须要考虑的。除了光谱之外，模拟光在辐照均匀性，辐照稳定方面也与标准条件太阳辐射存在差异。由于太阳模拟器光学性能优劣会影响光伏测试准确性，国际电工委员会（IEC）制定了太阳能模拟器的等级划分标准，如下表14．2所示。

根据IEC60904－9的要求［4］，测量太阳能模拟器的辐照度时，探测单元的最小面积为测试平面有效光照面积的1／64，但是不能超过20cm×20cm；AM1．5光谱考虑的波长范围为400～1 100nm，表14．2中各物理量的计算公式为(www.xing528.com)

表14．2　　太阳能模拟器的等级划分［4］

式中：Esim（λ），Estd（λ）分别为太阳能模拟器输出光的光谱和标准测试条件下的太阳光谱（AM1．5G）；当λ1＝400，500，…，800时，λ2＝λ1＋100；当λ1＝900时，λ2＝λ1＋200。（波长单位：nm），太阳能模拟器的光谱失配度越接近1说明与标准光谱越接近。