福建省地方计量技术规范.docx

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1、JJF福建省地方计量技术规范JJF（闽）1092-2018太阳电池量子效率测试仪校准规范CaIibrationSpecificationforSoIarCeIIQuantumEfficiencyMeasurementInstruments201811一05发布2019-02-05实施福建省质量技术监督局发布太阳电池量子效率测试仪校准规范JJF（闽）1092-2018CaIibrationSpecificationforSoIarCeIIQuantumEfficiencyMeasurementInstruments归口单位：福建省质量技术监督局起草单位：福建省计量科学研究院本规范委托起草单位负责

2、解释本规范主要起草人：罗海燕（福建省计量科学研究院）杨爱军（福建省计量科学研究院）黎健生（福建省计量科学研究院）参加起草人：李杰（福建省计量科学研究院）陈彩云（福建省计量科学研究院）刘燕红（福建省计量科学研究院）王永昶（上海伟信新能源科技有限公司）1范围1)2引用文件KD3术语和计量单位1)4概述(2)5计量特性3)6校准条件63)6.1环境条件(4)6. 2校准用设备(4)7校准项目和校准方法5)7. 1外观检查5)7.2单色光光斑和偏置光光斑不均匀性(5)73偏置光光谱匹配度(6)7.4相对光谱响应测量示值误差(7)7.5光谱响应测量重复性(8)7.6短路电流测量示值误差(8)7.7反射率

3、测量示值误差(8)7.8波长示值误差(9)7.9光谱带宽9)7.10温控平台示值误差、均匀性和稳定性(9)8校准结果表达10)9复校时间间隔11)附录A太阳电池量子效率测试仪单色光和偏置光光斑不均匀性测量结果不确定度评定示例12)附录B太阳电池量子效率测试仪偏置光光谱匹配测量结果不确定度评定示例15)附录C太阳电池量子效率测试仪相对光谱响应示值误差测量结果的不确定度评定示例17)附录D太阳电池量子效率测试仪短路电流示值误差测量结果的不确定度评定示例20)附录E太阳电池量子效率测试仪反射率测量示值误差测量结果的不确定度评定示例(22)附录F太阳电池量子效率测试仪波长示值误差校准结果的不确定度评定

4、示例(25)附录G太阳电池量子效率测试仪的带宽校准结果的不确定度评定示例27)附录H太阳电池量子效率测试仪温控平台温度示值误差测量结果的不确定度评定示例(29)附录I太阳电池量子效率测试仪校准原始记录格式32)引言本规范依据JJFIO71-2010国家计量校准规范编写规则编制，并按照JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示的要求评定和表示测量不确定度。参考了IEC60904-82014光伏器件第8部分:光伏器件光谱响应的测量、DB35/T1362-2013太阳模拟器技术要求、和JJF1150-2006光电探测器相对光谱响应度校准规范的部分内容。本规范为首次发布。太阳电池量子效率测试仪

5、校准规范1范围本规范适用于太阳电池量子效率测试仪波长范围为(280-1600)nm的校准，包括测量单晶硅、多晶硅、薄膜和多结太阳电池的量子效率测试设备。各类量子效率测试设备应根据具体要求有针对性地加以引用。2引用文件JJF1071国家计量校准规范编写规则JJF1059测量不确定度评定与表示JJF1150-2006光电探测器相对光谱响应度校准规范GB/T2297-1989太阳光伏能源系统术语GB/T6495.8-2002光伏器件第8部分：光伏器件光谱响应的测量DB35/T1362-2013太阳模拟器技术要求ASTME1021-06阻挡层光电池的光谱特性的测定方法IEC60904-82014光伏器

6、件第8部分:光伏器件光谱响应的测量凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3术语和计量单位3.1光谱响应(光谱灵敏度)SpectraIResponse(SpectraISensitivity)指各个波长上，单位辐照度所产生的短路电流密度与波长的函数关系。3.2绝对光谱响应(绝对光谱灵敏度)Abso1uteSpectraIResponse(Abso1uteSpectra1Sensitivity)指在规定的波长上，短路电流密度与辐照度之比。3.3相对光谱响应(相对光谱灵敏度)Re1ativeSpectraIRespons

7、e(ReIativeSpectraISensitivity)它是以某一特定的波长(通常是以光谱响应的最大值)进行归一化的光谱响应。34量子效率QuantumEfficiency量子效率是指太阳电池产生的电子-空穴对数目与入射到太阳能电池表面的光子数目之比(%)o量子效率。七(团与光谱响应SR(4)和波长/1的关系如下式所示：如(“240丁(300%3. 5偏置光Bias1ight以单色光照射到太阳电池表面进行光谱响应测试时，为了模拟太阳电池的实际工作环境，有时附加一个模拟阳光照射到太阳电池表面，这个附加光照称为偏置光。3.6AMI.5G条件AMI.5GCondition标定和测试地面用(大气质

8、量AM(AirMass)=1.5G)太阳电池所规定的太阳的辐照度和光谱分布。3.7光谱匹配度SpectraIMatch模拟或自然光源的光谱辐照度分布相对于AM15G参考太阳光谱辐照度分布的匹配程度。3.8短路电流Short-circuitcurrent在一定的温度和辐照度条件下，光伏发电器在端电压为零时的输出电流，通常用ISC来表示。3.9光谱带宽SPeCtrabandwidth指从单色器射出的单色光谱线强度轮廓曲线的二分之一高度处的谱带宽度。通常用来表征仪器的光谱分辨率。4概述图1太阳电池量子效率测试仪结构示意图太阳电池量子效率测试仪是用于测量各种太阳电池的光谱响应、量子效率、反射率、短路电

9、流密度等指标的测试仪器，是太阳电池结构分析和电性能参数校准的重要测试设备。太阳电池量子效率校准系统如图1所示，主要包括：光源、斩波器、单色仪/滤光片轮、偏置光光源、锁相放大器、前置放大器、控制系统、数据记录和处理软件等。太阳电池量子效率测试仪测量原理是用强度可调的偏置光照射太阳电池，模拟其不同的工作状态，同时测量太阳电池在不同波长的单色光照射下产生的短路电流，从而得到太阳电池的光谱响应。5计量特性太阳电池量子效率测试仪的计量特性包括：单色光光斑不均匀性、偏置光光斑不均匀性、偏置光光谱匹配度、相对光谱响应测量示值误差、光谱响应测量重复性、短路电流测量示值误差、反射率测量示值误差、波长示值误差、光

10、谱带宽、温控平台示值误差、稳定性和均匀性。各项技术指标见表1。表1太阳电池量子效率测试仪主要技术指标序号校准项目技术指标1单色光光斑不均匀性5%（有效单色光光斑面积22CmX2cm）2偏置光光斑不均匀性10%（有效单色光光斑面积22CmX2cm）3偏置光光谱匹配度不超出C级（仅针对晶硅电池测试的白偏置光）小光斑仪器（有效单色光光斑面积小于2cmX2cm）：4相对光谱响应测量示值误差不超过1%（40001000）nm,不超过2%（其它波长段）；大光斑仪器（有效单色光光斑面积大等于2cmX2cm）：不超过1.5%（400-1000）nm,不超过2.5%（其它波长段）；5光谱响应测量重复性(4001

11、000)nm内不超过0.5%；(280-400)nm和(10001600)nm内不超过2%。6短路电流测量示值误差不超过0.5%（有效单色光光斑面积22CmX2cm）7反射率测量示值误差不超过0.5%8波长示值误差不超过1nm9光谱带宽(280-1200)nm15nm;(120001600)nm365.016nm、435.833nm、546.075nm、696.543nm、912.297nm。6.2.8窄带宽标准滤光片中心波长632.7nm,虑0.6nm(F2)；中心波长1332.7nm,虑0.6nm(A=2)。6. 2.9温度测量标准器数字温度计：温度误差不超过0.1,代0.5C(A=2)。

12、7校准项目和校准方法6.1 外观检查用目视和手动检查。内容包括：制造厂名或商标、出厂编号、仪器名称、型号；辐照度、温度测量和显示装置能正常工作。辐照度测试仪应满足5.1条件后再开始校准。以下7.2-7.11校准项目应按照仪器使用说明书的要求开机预热，待仪器稳定后进行校正。7. 2单色光光斑和偏置光光斑不均匀性若被校仪器的单色光斑面积大于等于156mmX156mm,选取单色光光斑测试有效区域的上中下和左中右9个测试位置(典型示意图如图2所示)，采用WPVS参考太阳电池作为检测器，在每个测试位置测量单色光辐照度，产生与辐照度成正比的短路电流，用精密数字电压表记录短路电流经IT转化器放大后的与辐照度等效的电压信号Vmj(i和j分别是测试点所在的行数和列数)，找出最大值和最小值%,根据公式(2)计算单色光光斑的不均匀度4:Jmw=MWnrdX-100%（2）Wmax+Wmin其中作为检测器的WPVS硅太阳电池也可以替换成其他符合要求的检测器。典型的单色光评估