14．2．4．1 辐照不均匀性对检测结果的影响分析
太阳能模拟器的不同程度的辐照不均匀性可通过很多方法来获得：如对于多光源太阳能模拟器，可以改变一盏灯的功率来实现辐照不均匀，或在不同区域使用不同透明度的滤光膜片等等，改变灯的电功率和加膜的方法虽然能改变辐照不均匀度，但同时辐照光谱也发生变化。我们设计了一个用遮挡来近似模拟辐照不均匀情况，如图14．6所示。
图14．7 不同遮挡程度下太阳电池短路电流和开路电压的变化
在单片电池遮挡面积增大的实验中，我们对该电池片的开路电压，短路电流，最大功率随遮挡面积变化而变化的规律进行分析，如图14．7和图14．8所示。
图14．8 不同遮挡程度下太阳电池短路电流和最大输出功率的变化
从图14．7可以看出，遮挡面积越大，其短路电流越小，而开路电压变化不明显。
从图14．8可以看出：太阳电池的最大功率和短路电流一样随遮挡面积增大而降低。
图14．9中，把辐照不均度为零时各参数的值作为参考，可以看到太阳能模拟器辐照均匀性越差，光伏组件的短路电流和最大功率测量值偏差越大，而开路电压影响不大。如果太阳能模拟器的辐照不均匀性处于B级的上限（5%），那么光伏组件的短路电流和最大功率测量值偏差可能达到－10%，如果太阳能模拟器的辐照不均匀性为A级下限（2%），则短路电流和最大功率测量值偏差约为－3%。太阳能模拟器的辐照均匀性对测试结果的影响大，为了降低光伏测试的误差，太阳能模拟器的辐照不均匀度最好达到A级甚至更优异的水平。
图14．9 辐照不均匀性对光伏组件输出性能的影响
14．2．4．2 太阳模拟器光谱失配的影响
1）模拟器辐射光谱与太阳电池短路电流的关系
太阳能模拟器光谱失配对光伏测试的影响比较复杂，这是因为绝对辐射光谱E（λ）和辐照度E有着如下关系式：
所以，光谱和辐照度很难分开来考虑，目前最有效的校正太阳能模拟器光谱失配和辐照度对光伏测试影响的方法就是：参考电池短路电流法。太阳电池的短路电流密度Jsc和太阳能模拟器的绝对辐射光谱E（λ）的满足如下关系式：(www.xing528.com)
式中：S（λ）为太阳电池的绝对光谱响应，定义为单位功率的单色光垂直入射到太阳电池上产生的短路电流面密度，计算公式可写为
式中：jsc（λ）为波长λ的单色光下的短路电流密度；plight（λ）为入射光功率；κ为电压调制因子，一般取为1，但薄膜太阳电池等电压调制器件，该因子有可能取不等于1的值［9］。IEC60904－8标准描述了一种常用的太阳电池光谱响应测试原理，如图14．10所示：
从图14．10中可以看出，光谱响应测试需要一个太阳模拟器提供偏置光。文献［10］报道了该偏置光的有无对CdS等电池的光谱响应影响很大，有偏置光时，光谱响应的峰值波长会向长波方向大幅偏移。文献［11］则报道了硅基薄膜太阳电池在AM1．5条件的偏置光和脉冲氙灯偏置光下光谱响应的偏差最高达到±6%。文献［12］则报道偏置光的辐照不均匀性会影响光谱响应测试的准确性。
图14．10 光谱响应测试原理示意图
综上所述，太阳能模拟器的绝对辐射光谱与被测电池的短路电池有着直接的联系，由表14．1可知，即使是太阳能模拟的辐射光谱达到了B级，其与标准光谱（AM1．5或AM0）的偏差也可能高达±40%。如果不进行太阳能模拟器的光谱失配度校正，光伏测试结果会和标准测试条件下的结果相差很远。
2）光谱失配影响的校正方法讨论
为了在模拟光下获得接近标准测试条件下的短路电流值，我们必须对光谱失配进行校正，主要有两种方法：
方法（1），测量待测太阳电池的绝对光谱响应，并实时测试太阳能模拟器的绝对辐射光谱，计算实际光谱与标准测试条件（AM1．5）光谱的偏差，进而把实测的太阳电池短路电流值校正到标准测试条件下的值。
方法（2），参考太阳电池短路电流法：首先，必须获得参考电池在标准测试条件下的短路电流（可由计量部门测定），该参考电池一般为二极标准电池；然后，该参考电池被置于太阳能模拟器下测试，经过调整太阳能模拟器的辐射功率使参考电池此时短路电流值与标定值相等（如果测试温度不是25℃时，必须进行电流温度系数校正）；最后，将待测电池置于该调整后的太阳能模拟器下测试，即可得到待测电池在接近标准测试条件下的短路电流值［13］。
方法（1）是一种实时监测光谱的方法，工业上很少采用该方法，原因有三：①光谱测试设备比较昂贵；②光谱仪等光学精密仪器不便集成，维护要求高；③辐射光谱及光谱响应测试的准确性尚待提高，据文献［3］报道紫外和红外光谱测试误差高达±10%。
方法（2）是一种参考电池和待测电池之间参数传递的方法，由于简单易行而被工业生产广泛采用。但是使用该方法的前提条件是待测太阳电池和参考太阳电池的光谱响应必须相同，否则参数传递便会出错，我们可以得到两条结论：
（1）待测电池必须和参考电池具有相同的光谱响应，否则测试会存在较大误差。
（2）短路电流校正法并不是消除模拟器辐射光谱与标准条件光谱的差异，而是调整太阳模拟器的辐照度来近似抵消模拟器光谱失配对光伏测试带来的影响。
所以，要想从根本上解决太阳能模拟器光谱失配对光伏测试的影响，就必须通过滤光等方式使太阳能模拟器的辐射光谱尽量向标准条件光谱逼近。
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