已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池Calibrated Photovoltaic Reference Solar Cells

可追溯源到美国国家能源部可再生能源实验室National Renewable Energy Laboratory(NREL)、或者中国计量科学研究院，通常用在太阳能电池分析测试设备上，采用已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池来校准光源的**光照强度，从而计算出被测太阳能电池的光电转换效率。在太阳能电池I-V特性测试系统中，需采用已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池对太阳光模拟器的光照强度进行标定。已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池为50px*50px的单晶硅或多晶硅（可依据用户需要定制模拟非晶硅）光伏电池，经过老化、筛选，选择稳定性好、表面均匀的进行封装。已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池安装于方形铝基座的中心，并装有抗辐照玻璃保护窗口。已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池的下面装有温度传感器。已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池和测温传感器均采用四端输出的接线方式。

已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池证书介绍：

已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池测试证书包括光谱响应度，量子效率，I‐V 特性曲线等。每个已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池会有一份测试证书和独立的数据记录。证书记录了已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池测量值及其不确定度，已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池溯源的基础及各种参数数据，可以作为与ISO 相符合的质量证书。同时还可以提供美国再生能源实验室对已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池的校准数据。

已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池I‐V 特性曲线

在标准光照条件下，硅太阳能电池的典型输出特征曲线如下图，通过I-V 特性曲线可以计算出许多重要参数，如开路电压(VOC)、短路电流(ISC)、**功率(Pmax)、**功率时的电流(Imax)、**功率时的电压(Vmax)、填充因子(FF)、转换效率(η)等等。

已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池技术规格

电池材料：单晶硅/多晶硅；

电池有效尺寸：20mm x 20mm；

窗口材料：空间抗辐照盖片；

封装材料：阳极氧化铝；

外壳尺寸：70mm x 70mm x 20 mm；

温度传感器：100 Ω Pt 电阻；

电流电压连接器：LEMO 插头；

温度连接器：LEMO 插头；

已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池电性能：

标定辐照度：1000 W/m2；

操作电流：不超过200 mA；

操作温度：10oC - 40oC；

转换效率：大于16%；

填充因子：大于0.7；

短路电流：小于±0.5%；

已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池测试条件：

光谱：AM1.5；

标定温度：25oC；

标定辐照度：1000 W/m2；

波长范围：400 - 1100 nm；

已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池测试参数：

标准条件下的标定值CV (A/W/m2 );

标准条件下的短路电流Isc ( mA);

标准条件下的开路电压Voc ( mV);

短路电流的温度系数α(mA?oC-1);

开路电压的温度系数β(mV?oC-1);

电流**值Imax ( mA);

电压**值Vmax ( mV);

功率**值Pmax ( mW);

填充因子FF;

光谱响应度Sr.

已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池常规特性

可露天使用（不适合长期室外使用）或者搭配太阳模拟器使用

50px×50px硅材料已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池

太阳能电池与封装外壳之间具有良好的热接触

温度探测

四线输出

BK7玻璃窗口

窗口背面和太阳能电池表面镀宽光谱增透膜

安装孔符合WPVS已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池设计要求

已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池选配

GaAs已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池，可测试GaAs和CdTe材料

自己提供太阳能电池进行标定

石英窗口代替BK7玻璃窗口，或者采用滤光片代替BK玻璃窗口对特殊材料太阳能电池，比如非晶硅太阳能电池

RTD温度传感器或者热电偶

导线连接器

定制其它尺寸已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池，或者定制其它尺寸安装孔

已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池使用说明

已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池通常用于日常校准或测试光源（氙灯、太阳模拟器等）在被测太阳能电池表面所建立的总辐照度。太阳模拟器的辐照度发生变化时，照射在太阳能电池上产生的短路电流与太阳模拟器的辐照度之比接近常数，因此可以通过测量短路电流的大小来获得太阳的辐照度。太阳能电池的标定值定义为：在标准测试条件下，已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池的短路输出电流与辐照度之比，称为CV值。当已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池的短路电流等于其标定值时，即可认为太阳模拟器的辐照度达到一个太阳常数，即1000W/m2。通过测量已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池在不同波长下的光谱响应度R(λ)，将其与标准AM1.5太阳辐射光谱分布或太阳模拟器光谱辐射分布S(λ)，相乘并积分可以得到短路电流密度，*后乘以电池的有效受光面积也可得到短路电流：

Jsc =∫R(λ)×S(λ) dλ，Isc = Jsc×A

其中Jsc ---短路电流密度，单位A/m2

R(λ)--- 光谱响应度，单位A/W；

S(λ)---光谱辐照度分布，单位W/m2/nm；

Isc ---短路电流，单位A；

A---电池有效受光面积，单位m2。

已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池使用方法：

1. 将已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池水平放置在太阳模拟器下，水冷接头接入恒温水箱，调整其设定温度，使水温恒定在25℃。

2. 将温度传感器的信号输出端连接到热敏电阻测温仪上，随时监控已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池的温度变化，若温度超过25℃，可适当降低水箱的温度。若温度低于25℃，可适当提高水箱的温度。

3. 将已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池的电信号输出端接入电流计，调整太阳模拟器的辐照度输出，记录已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池的输出电流变化，当已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池的短路电流达到其标称的短路电流时，认为此时的太阳模拟器输出为1000W/m2。

4. 扫描太阳能电池的I‐V 特性曲线时，依据表中接线方式将测试仪的电压电流测试端连接到太阳能电池的信号插头上，不要使太阳能电池的工作电流超过200mA。

已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池注意事项：

1. 已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池可以用于室外测量，但是不能经常在户外进行照射，应在较为干燥的环境中进行保存。

2. 运输已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池时，注意保护好其玻璃窗口以免造成划伤或破损。该玻璃窗口可用酒精进行清洁，但注意不要使液体渗入窗口与外壳的间隙中。

3. 不要在低于5 度或高于60 度的环境下使用该已校准的标准太阳能电池/参考太阳能电池。