通常要测量太阳能电池的几项关键参数。这些参数是:
●VOC――开路电压。在电流等于0时的电池电压。
●ISC――短路电流。当负载电阻等于0时,从电池流出的电流。
●pmax――电池的最大功率输出。电池输出最大功率时的电压值和电流值。I-V曲线(图1)上的pmax点通常被称为最大功率点(Mpp)。
图1这张太阳能电池的I-V曲线显示了pmax及其与Imax和Vmax的关系
●Vmax――在pmax点,电池的电压值。
●Imax――在pmax点,电池的电流值。
●η――器件的转换效率。当太阳能电池连接到某个电路时,这个值等于被转换的能量(从吸收的太阳光到电能)与被采集的能量的百分比。这个值可以通过将pmax除以输入的光辐照度(E,单位是W/m2,在标准测试条件下进行测量),再乘以太阳能电池的表面积(AC,单位是平方米)计算得到。
●填充因子(FF)―pmax除以VOC再乘上ISC。
●电池二极管属性。
●电池串联电阻。
●电池旁路电阻(或并联电阻)。
常见解决方法
现在,太阳能电池测试解决方法重要有两种形式:完整的交钥匙系统和通用的测试仪器。
假如要在太阳能电池最大输出功率时进行测试,许多研究实验室都具备低功耗四象限电源(有时也称为SMU),并具有以下功能:
●供应精确的正电压和负电压(“供应”也可称为“施加”)。
●供应精确的正向和反向电流(供应反向电流也被称为电流流入到电源中)。
●精确地测量待测器件(DUT)的电压和电流(测量也被称为检测)。
大多数高精度四象限电源都只能供应3A的电流或20W的持续功率。
在测试较小的单个电池时,这些最大电流和功率是可接受的,但是随着电池技术向更高的效率、更大的电流密度和更大的电池尺寸推进,电池的功率输出将很快会超出这些四象限电源的最大额定值。太阳能模组的输出通常会超过50W,而且可能会爬升至300W或更高,这意味着许多针对模组的测试都无法使用四象限电源来完成。