Un, Introduction: pourquoiLa Norme CEI 60904 - 1 est - elle si importante?

Dans la R & D, la production, la certification et le commerce de produits photovoltaïques, ses indicateurs de performance de baseLa puissance maximale (Pmax), la tension en circuit ouvert (VOC), le courant de court - circuit (ISC) et le facteur de remplissage (ff) sont tous directement dérivés de la courbe caractéristique I - v. Si les méthodes de mesure ne sont pas harmonisées, les données mesurées par différents laboratoires, différents appareils ne seront pas comparables et les échanges commerciaux et techniques dans l'ensemble de l'industrie seront perturbés.

L'objectif principal de la CEI 60904 - 1 estSpécification des méthodes de mesure pour garantir des résultats très cohérents avec les tests effectués sur le même échantillon dans n'importe quel laboratoire conforme aux normes. C'estLa base de mesure de la puissance de presque toutes les autres normes de test photovoltaïques, telles que IEC 61215 (durabilité des modules), IEC 61646 (modules à couches minces), est considérée comme la « norme parmi les normes».

Deux, Conditions de test de base: conditions de test standard (STC)

Les mesures spécifiées dans la CEI 60904 - 1 doivent être effectuées dansConditions d'essai standard (Conditions d'essai standard (STC)Procéder ci - dessous, qui est le point de référence pour toutes les comparaisons de données. Le STC est défini comme:

·Irradiance (irradiation): 1000 W/m²

·Température de la batterie (Température cellulaire): 25°C

·Spectre (spectre) : AM 1.5G(la masse atmosphérique estSpectre standard mondial de 1,5)

Points clés d'interprétation:

1. Température de la batterie ≠ température ambiante:La norme exige explicitement que la « température de jonction de la batterie» soit de 25 ° c. lors d'essais pratiques, les composants génèrent de la chaleur lorsqu'ils fonctionnent et leur température est généralement supérieure à la température ambiante. Par conséquent, les tests doivent généralement être effectués sur une plate - forme de contrôle de la température et surveillés et corrigés en temps réel à 25 ° C par un capteur de température.

2. Correspondance spectrale:Le spectre de la source lumineuse du simulateur doit correspondre en hauteur au spectre standard am 1.5g. La désadaptation spectrale est l'une des principales sources d'erreurs de mesure. La norme est contrainte par le Spectral match, qui exige une adéquation entre 0,75 et 1,25 dans une bande donnée.

3. Uniformité de l'irradiance:L'hétérogénéité de l'irradiance sur le plan d'essai peut entraîner des erreurs de mesure, en particulier pour les composants de grande surface. La norme exige strictement l'uniformité spatio - temporelle de l'irradiance.

Trois, Exigences en matière d'équipement critique et étalonnage

Simulateur solaire (Solar Simulator)

Le simulateur solaire est répliquéÉquipement clé pour les conditions de « lumière» dans STC. La norme lui attribue trois notes clés:

·Adéquation spectrale (Match spectral) :Comme indiqué ci - dessus.

·Hétérogénéité de l'irradiance (Non-uniformité de l'irradiation):L'hétérogénéité sur toute la zone d'essai doit être inférieure à ± 2%.

·Instabilité temporelle (instabilité temporelle):Les fluctuations de l'irradiance doivent être inférieures à ± 1% pendant la période de mesure.

Le laboratoire doit être préféréSimulateur pour assurer la plus haute précision de mesure.

Mesure à quatre fils (Kelvin Sensing)

Standard fortement recommandéMéthode de mesure à quatre filsVenez acquérirLa courbe I - v. Ceci est dû à la présence de résistances de fil et de résistance de contact dans la boucle de test, qui créent une chute de charge importante lors de la mesure de courants importants, entraînant une faible mesure de puissance.

·* * lignes de force (force Lines): * * responsable de la livraison du courant, le diamètre du fil est épais et est utilisé pour transporter de gros courants.

·* * sense Lines: * * responsable de la mesure de la tension, le diamètre du fil est mince et détecte la tension réelle directement aux extrémités de l'appareil, évitant ainsi la chute de tension sur le fil.

L'utilisation de la mesure à quatre fils est d'obtenir la précisionLa clé de voc, Pmax et ff.

3. Contrôle et mesure de la température

·Plate - forme de contrôle de la température:Il s'agit généralement d'une plaque métallique avec un liquide de refroidissement à l'intérieur, capable de stabiliser rapidement l'échantillon à 25 ° c. l'uniformité de la température de la surface de la plate - forme est essentielle.

·Capteur de température:Un capteur calibré et de haute précision (p. ex. pt100 / 1000) doit être utilisé. Le capteur doit être monté de manière étanche à l'arrière de l'échantillon et aussi près que possible d'un endroit pouvant représenter la température moyenne de l'échantillon. Pour les composants, il est généralement nécessaire d'utiliser plusieurs capteurs pour faire la moyenne.

Dispositif de référence (reference Device)

Comme il est très difficile de mesurer directement l'irradiance absolue, les laboratoires utilisent généralementComposants de référence calibrésBatterie (reference cell / module)Pour régler et surveiller le niveau d'irradiance du simulateur jusqu'à 1000 W / m².

·Calibration de la traçabilité:Les dispositifs de référence doivent être envoyés périodiquement à un laboratoire (par exemple NREL, ISE, esti, etc.) pour être étalonnés selon des normes de niveau supérieur, en veillant à ce que leurs grandeurs soient traçables aux normes internationales.

·Correspondance de réponse spectrale:Idéalement, la réponse spectrale du dispositif à mesurer par rapport au dispositif de référence doit être aussi cohérente que possible afin de réduire les erreurs dues à l'écart du spectre du simulateur par rapport à am1.5g (erreur de désadaptation spectrale). Si elle n'est pas cohérente, le calcul et la correction de l'erreur sont nécessaires.

Quatre, Processus de test et traitement des données

1. Prétraitement (stabilisation) :Les échantillons doivent être soumis à une lumière suffisante à proximité du STC ou selon les exigences des normes pertinentes avant l'essai, ce qui les rend stables.

2. Définir les conditions:L'irradiance du simulateur est réglée à 1000 W / m² à l'aide d'un dispositif de référence. Réglez et Stabilisez la plate - forme de contrôle de la température à 25 ° C (le couplage thermique doit être pris en compte, la température réelle de la plate - forme peut ne pas être de 25 ° c).

3. Mesure:Après stabilisation de la température de l'échantillon et stabilisation de l'irradiance, un balayage I - V est effectué rapidement. La vitesse de balayage doit être suffisamment rapide pour éviter que la température du dispositif ne change pendant le balayage.

4. Correction de la température et de l'irradiance:Les données brutes (iraw, vraw) résultant des mesures, si elles ne sont pas obtenues à une température précise de 25 °C et à 1000 W / m², doivent être corrigées au CTS selon la formule fournie par la norme.

oCorrection du courant:ISC est linéairement proportionnel à l'irradiance.

oCorrection de tension:Voc est négativement corrélé à la température (environ - 0,3% / ° C pour si).

5. Rapport:Le rapport final doit contenir la courbe I - V corrigée, clairement notée voc, ISC, Pmax, vmp, IMP, FF, ainsi que les conditions réelles d'essai (irradiance, température).

Cinq, Défis communs et meilleures pratiques

·Erreur de désadaptation spectrale:C'est la plus grande source d'erreur. La stratégie de réponse consiste à utiliser un dispositif de référence adapté à la réponse spectrale du type de technologie du dispositif à mesurer (par exemple, silicium monocristallin, silicium polycristallin, CIGS, pérovskite).

·Contrôle de température non autorisé:Assurez - vous que l'échantillon est en bon contact thermique avec la plate - forme de contrôle de la température (en utilisant une colle conductrice de la chaleur) et donnez un temps de stabilisation suffisant.

·Vitesse de scan incorrecte:Un balayage trop lent peut entraîner une augmentation de la température et un balayage trop rapide peut entraîner un effet capacitif affectant la forme de la courbe. La vitesse de balayage doit être optimisée en fonction de la capacité du dispositif et des performances du simulateur.

·Calibration de l'équipement:Établir un programme d'étalonnage périodique rigoureux, y compris le contrôle des performances du simulateur, l'étalonnage des paramètres électriques (multimètres, charges électroniques) et l'étalonnage des capteurs de température.

Six, résumé

IEC 60904 - 1 fournit un ensemble commun de langages et de règles pour le monde photovoltaïque. Une compréhension approfondie de ses détails techniques et le strict respect de ses exigences en matière d'équipement, d'environnement et de processus opérationnels sont le moyen d'obtenir des données fiables, reproductibles et comparables sur les performances optoélectroniques. Avec l'émergence de nouvelles technologies telles que topcon de type N, hjt, pérovskite, etc., des exigences plus élevées en matière de précision des tests, le respect des principes fondamentaux de la CEI 60904 - 1 et la compréhension de leur signification physique sont essentiels pour stimuler l'innovation technologique et garantir le commerce équitable sur le marché.