有機(jī)太陽電池和染料敏化太陽電池電流-電壓特性校準(zhǔn)規(guī)范

JJFXXXX－XXXX1有機(jī)太陽電池和染料敏化太陽電池電流-電壓特性校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范適用于對(duì)有機(jī)太陽電池和染料敏化太陽電池在室內(nèi)模擬太陽光源下的電流-電competenceoftestingandcalibrationlaboratories）IEC60891光伏器件測定I-V特性的溫度和輻照度校正方法用程序（Photovoltaicdevices-ProceduresfortemperatureandirradiancecorrectionstomeasureIEC60904-1光伏器件第1部分：光伏電流-電壓特性的測量（Photovoltaicdevices-Part1:Measurementofphotovoltaiccurrent-voltagechaRequirementsforphotovoltaicreferenceddevices-Part4:PhotovoltaicreferenceIEC60904-7光伏器件第7部分：光伏器件測量的光譜失配修正計(jì)算（PhotovoltaictationofthespectralmismatchcorrectionforfClassificationofsolarsimulatorcharacteristics）IEC61215-2地面光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型第2部分：測試序列（Terrestrialphotovoltaic(PV)modules-Designqualificationandtypeapproval-IECTR63228有機(jī)、染料與鈣鈦礦光伏電池測試規(guī)范（Measurementpphotovoltaicdevicesbasedonorganic,dye-sensitizedorperovskitemaJJFXXXX－XXXX23.1標(biāo)準(zhǔn)測試條件standardtestcon3.4電流-電壓特性current-voltagecharJJFXXXX－XXXX3軌道躍遷到LUMO軌道上，與原HOMO軌道上留下的空穴形成相互束縛的電子-空穴收集，形成光電流。染料敏化太陽電池（DSSCs）的工作原理是光敏染料分子吸收太陽光躍遷至激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的染料向半導(dǎo)體的導(dǎo)帶內(nèi)注5.3最大功率Pm5.4轉(zhuǎn)換效率η注：以上指標(biāo)不適用于合格性判別，僅供參考。6.1.4其他條件：清潔、無腐蝕性氣體，光學(xué)暗室，無影響JJFXXXX－XXXX2采用常規(guī)量具或?qū)Ｓ脺y量器具（如影像測量儀斑點(diǎn)、氣泡和劃痕等影響測量的缺陷，以及封裝b)核查被測樣品的名稱、規(guī)格型號(hào)、生產(chǎn)廠商、出7.2.2.1可根據(jù)實(shí)際需要決定是否對(duì)被測樣品進(jìn)行測量前的預(yù)處理。如選擇，應(yīng)依據(jù)IEC7.2.2.2進(jìn)行光源輻照度的校準(zhǔn)。7.2.2.3維持太陽模擬器的設(shè)置不37.2.2.4設(shè)置掃描方向、電壓范圍、掃描間隔、采樣點(diǎn)延時(shí)等參數(shù)，分別用正向掃描[由式測量被測太陽電池的正反掃電流-電壓特性，記錄開路電壓（Voc短路電流（Isc最大輸出功率（Pmax）等參數(shù)。一般情況下，正反掃測得的Pmax偏差D不超過0.2%。偏差DD——偏差；Pmax,max——三組正反掃測得的最大發(fā)電）；Pmax,min——三組正反掃測得的最大發(fā)電）；max——三組正反掃測得的最大發(fā)電功率平均值，單位為瓦特（W）。7.2.2.5重復(fù)上述測量步驟，分別選取3組正反掃條件下合適的開路電壓（Voc），短路電的溫度進(jìn)行監(jiān)測與控制。采用最大功率點(diǎn)跟蹤（Maximu方法恒定加載其最大功率點(diǎn)電壓值，連續(xù)采集計(jì)算測量時(shí)間內(nèi)樣品最大發(fā)電功率變化指數(shù)F。F——最大發(fā)電功率變化指數(shù)；Pmax,max——為測量時(shí)間內(nèi)測得的最大發(fā)電）；Pmax,min——為測量時(shí)間內(nèi)測得的最大發(fā)電功率47.2.2.8如果F≤5%，則認(rèn)為樣品是穩(wěn)定的，并以測量時(shí)間內(nèi)的最大發(fā)電功率的算術(shù)平均值作為樣品最大發(fā)電功率的測量結(jié)果；如果F＞5%，則認(rèn)為樣品是不穩(wěn)定的，停止對(duì)其轉(zhuǎn)式中：η——轉(zhuǎn)換max——最大發(fā)電功率的算術(shù)平均值，單位為瓦特（W）；E——為被測樣品上表面入射光的輻照度，單位為瓦特每平方米（W/m2Sh)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對(duì)被校準(zhǔn)樣品的抽JJFXXXX－XXXX5n)校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名p)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證6A.1.1測量用標(biāo)準(zhǔn)器:太陽模擬器、I-V測量儀、A.2有機(jī)太陽電池和染料敏化太陽電池電流-A.2.1有機(jī)太陽電池和染料敏化太陽電池其中Ii為單次測量得到的太陽電池短路電流值。取表A1測量重復(fù)性引入的不確定度次數(shù)短路電流(mA)118.506217.816318.326418.321517.638618.143718.138817.462917.96217.957平均值18.027sI=σ02≈0.326mAJJFXXXX－XXXX7直接采用參考太陽電池的短路電流來作為太由于采用參考太陽電池進(jìn)行太陽光源模擬器輻照度校準(zhǔn)與使用太陽光源模擬器進(jìn)行被測太陽電池短路電流測量不是同時(shí)進(jìn)行的，需5）參考電池和被測電池之間面積差異和模擬器輻照度不均勻性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量差異。查校準(zhǔn)報(bào)告，對(duì)于太陽光源模擬器輻照度不均勻性在有效輻照面下不超過2%。因8JJFXXXX－XXXXu(I8)=.I=0.005204mA表A2短路電流測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表序號(hào)測量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度符號(hào)數(shù)值（mA）1參考太陽電池短路電流測量重復(fù)性u(píng)(I1)2參考太陽電池的短路電流u(I2)3太陽模擬器光源穩(wěn)定性u(píng)(I3)4光譜失配u(I4)5參考電池和被測電池之間面積差異和模擬器輻照度不均勻性u(píng)(I5)6被測樣品溫度u(I6)7電流測量電路非線性u(píng)(I7)8電子負(fù)載電流信號(hào)u(I8)JJFXXXX－XXXX9uI=u(I1)2+u(I2)2+u(I3)2+u(I4)2+u(I5)2+u(I6)2+u(I7)2+u(I8)2=0.3496mA Urel(I)=U(I)/I=3.9%A.2.2有機(jī)太陽電池和染料敏化太陽電池表A3太陽電池開路電壓測量重復(fù)性引入的不確定度分量次數(shù)開路電壓(V)10.59120.58830.59140.58550.58260.58570.57980.57690.5790.573平均值0.583JJFXXXX－XXXX太陽光源模擬器輻照度的調(diào)整和校準(zhǔn)通常采本達(dá)到其理論內(nèi)建電場的穩(wěn)定值，受太陽光源模擬u(V)=.V=0.002693Vu(V4)=.V=0.000168V表A3開路電壓測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表序號(hào)測量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度符號(hào)數(shù)值（V）1太陽電池開路電壓測量重復(fù)性0.0035642太陽光源模擬器輻照度0.0005833被測樣品溫度0.0026934電子負(fù)載電壓信號(hào)0.000168JJFXXXX－XXXXUrel(V)==1.546%~1.6%A.2.3有機(jī)太陽電池和染料敏化太陽電池表A4太陽電池最大功率測量重復(fù)性引入的不確定度分量次數(shù)最大功率(mW)18.12527.76638.03048.04457.68967.95077.96387.61297.8717.884平均值7.893s(P)=((Pi-P)2JJFXXXX－XXXXs(P) s(P) =0.0944W太陽光源模擬器輻照度的調(diào)整和校準(zhǔn)通常采擬器的輻照度調(diào)整結(jié)果應(yīng)當(dāng)盡量保證參考太陽電池的短路電流值以及最大功率值與校準(zhǔn)由于采用參考太陽電池進(jìn)行太陽光源模擬器輻照度校準(zhǔn)與使用太陽光源模擬器進(jìn)行被測太陽電池最大功率測量不是同時(shí)進(jìn)行的，需u(P)=.P=0.00684W太陽光譜有差異，而太陽電池的最大功率綜合了光此需要對(duì)參考太陽電池光譜響應(yīng)、被測太陽電池光分布分別進(jìn)行測試，或者是選擇材料、工藝等與被度。查校準(zhǔn)報(bào)告，太陽光源模擬器的光譜匹配度不超過2%，在此基礎(chǔ)上即便是參考電池針對(duì)目前被測的晶體硅太陽電池，由于光譜失配JJFXXXX－XXXXu(P4)=.P=0.0395W5)參考電池和被測電池之間面積差異和模擬器輻照度不均勻性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量參考太陽電池尺寸通常為2cm×2cm，假設(shè)被測電池通常為125mm×125mm，或者156mm×156mm。兩者存在面積差異。而對(duì)于度不均勻性最大允許值為2%。因此由于電池面積的差異以及輻照度不均勻性，也會(huì)引起測量不確定度。由于面積差異和不均勻性引起的相對(duì)擴(kuò)展不確定度通常為u(P)=.P=0.0395W太陽電池最大功率是通過I-V特性曲線上的電流電壓相乘得到的。太陽電池最大功率u(P)=.P=0.00911W表A5最大功率測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表序號(hào)測量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度符號(hào)數(shù)值（mW）1太陽電池最大功率測量重復(fù)性u(píng)(P1)0.09442太陽光源模擬器輻照度u(P2)0.02763太陽光源模擬器光源穩(wěn)定性u(píng)(P3)0.006844光譜失配u(P4)0.03955參考電池和被測電池之間面積差異和模擬器輻照度不均勻性u(píng)(P5)0.03956被測樣品溫度u(P6)0.03657電流測量電路非線性u(píng)(P7)0.00911A.2.4有機(jī)太陽電池和染料敏化太陽電池其中PMPP為被測量太陽電池的最大功率根據(jù)面積擴(kuò)展不確定度為U(S)=0.002cm2，JJFXXXX－XXXX表A6轉(zhuǎn)換效率測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表序號(hào)測量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度符號(hào)數(shù)值1太陽電池最大功率測量結(jié)果引起的不確定度1.55%2太陽電池面積測量結(jié)果引起的不確定度0.008%μ(η)=u(η1)2+u(η2)2=1.6%JJFXXXX－XXXX一、校準(zhǔn)方法：二、校準(zhǔn)結(jié)果：1.STC條件下電流-電壓特性測量結(jié)果正掃：反掃：Isc(mA)IMPP(mA)VMPP(V)PMPP(mW)FF(%)η(%)Isc(mA)IMPP(mA)VMPP(V)PMPP(mW)FF(%)η(%)失配因子：2.STC條件下最大功率穩(wěn)態(tài)輸出的測量結(jié)果I三、不確定度描述：短路電流:Urel=開路電壓:Urel=最大功率:Urel=轉(zhuǎn)換效率:Urel=JJFXXXX－XXXX證書編號(hào) 委托單位 儀器型號(hào)/規(guī)格制造廠記錄編號(hào) 委托單位地址 出廠編號(hào)校準(zhǔn)地點(diǎn)校準(zhǔn)依據(jù)校準(zhǔn)環(huán)境條件：溫度濕度校準(zhǔn)所使用的主要測量儀器序號(hào)儀器名稱型號(hào)儀器編號(hào)測量范圍溯源機(jī)構(gòu)名稱/證書編號(hào)不確定度/或準(zhǔn)確度等級(jí)/或最大允許誤差有效期限C.1外觀檢查C.2校準(zhǔn)結(jié)果1.STC條件下電流-電壓特性測量結(jié)果正掃：Isc(mA)IMPP(mA)VMPP(V)PMPP(mW)FF(%)η(%)反掃：Isc(mA)IMPP(mA)VMPP(V)PMPP(mW)FF