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更新時間:2025-09-11
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光伏板的效率不斷刷新紀錄,當鈣鈦礦、疊層電池等新技術加速落地,有個問題始終繞不開:實驗室里測出來的性能,到了戶外真的靠譜嗎?
答案藏在「太陽光模擬器」這個關鍵設備里。作為能在實驗室復刻陽光的「人造太陽」,它的性能直接決定了光伏器件測試數據的可信度。而 2020 年國際電工委員會(IEC)發布的《IEC 60904-9:2020 光伏器件 第 9 部分:太陽模擬器特性分類》,正是給這個「人造太陽」給出明確的評價標準。
這個標準到底管什么?簡單說,就是用一套統一規則,衡量模擬器發出的光是否「像真太陽」—— 比如光的光譜是否匹配自然光(光譜匹配度)、光照在電池板上是否均勻(均勻性)、測試時亮度會不會忽明忽暗(穩定性)。這三個維度,正是判斷模擬器夠不夠「準」的核心指標。
接下來的系列內容,我們會逐一拆解光譜響應度、均勻性、穩定性的測試邏輯和標準要求,讓每一組數據都站得住腳!關注我們,一起搞懂光伏測試的「基礎法則」。
太陽模擬器分級:
為室內地面光伏器件測試提供太陽模擬器的性能分類標準(A+、A、B、C級)。
三大評估特性:
光譜匹配度(與AM1.5參考光譜的偏差)
測試平面輻照不均勻度(空間均勻性)
輻照時間不穩定度(時間穩定性)
適用場景:
A+級:校準實驗室(降低二級標準器件校準不確定度)。
A/B/C級:生產線功率測試、鑒定測試(A+非必需)。
1、光譜匹配度
評估依據:與IEC 60904-3的AM1.5全球參考光譜對比。
波長范圍:
限制范圍(400–1100 nm):向后兼容舊版(表1)

舊版(表1)
擴展范圍(300–1200 nm):新版默認要求,適應新技術(如紫外/紅外響應)

新版(表2)
測量要求
區域劃分:矩形/圓形測試區。
測點數量:至少4點(新版優化,舊版需9點)。

測量區域
2、輻照不均勻度
公式

3、時間不穩定度
兩類指標
短期不穩定性(STI):單點數據采樣時間內的波動(I-V同步測量)。
長期不穩定性(LTI):I-V特性獲取時間內的波動(或輻照暴露期間)。
4、分級標準

光譜范圍擴展:
300–1200 nm(新增紫外/紅外波段,支持LED光源和新型電池)。
新增A+級:
為實驗室校準提供更高精度(降低二級標準器件不確定度)。
簡化光譜匹配度測量:
測點從≥9個減至≥4個。
新增參數:
SPC(光譜覆蓋范圍):太陽模擬器光譜 >10% AM1.5的波長范圍積分占比。
SPD(光譜偏差):模擬器與AM1.5光譜的絕對偏差總和(評估整體匹配度)。
明確脈沖模擬器評估:長脈沖/短脈沖的STI測量方法

長脈沖STI測量方法

短脈沖STI測量方法
等級不直接等同于測量不確定度:
實際不確定度還受器件特性、校準方法、修正算法等因素影響(需結合IEC TR 60904-14)。
必須量化模擬器影響:
即使使用A等級設備,仍需報告光譜失配修正、空間/時間不均勻性分析。
數值指定優于字母等級:
例如,要求“輻照不均勻度≤2%"而非“ A等級"。
定期重新校準:
光譜可能隨燈管老化改變,均勻性受測試環境反射影響。
IEC 60904-9:2020 的核心是通過光譜匹配度、輻照均勻性、時間穩定性三大特性,將太陽模擬器分為 A+、A、B、C 四級。新版擴展了光譜范圍、簡化了測量流程,并強調:
A+級僅需校準實驗室,產線測試可用A/B級;
必須量化模擬器自身影響(如失配修正);
定期校準確保等級維持。
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