中華人民共和國國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范

JJFxxxx—xxxx

太陽模擬器校準(zhǔn)規(guī)范

CalibrationSpecificationofSolarSimulators

（征求意見稿）

XXXX—XX—XX發(fā)布XXXX—XX—XX實(shí)施

國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

JJFXXXX—XXXX

太陽模擬器校準(zhǔn)規(guī)范

1范圍

本規(guī)范適用于地面用太陽電池/組件用穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)太陽模擬器的性能校準(zhǔn)，其他應(yīng)用

條件下的太陽模擬器校準(zhǔn)可參照本規(guī)范執(zhí)行。

2引用文件

JJF1615-20I7太陽模擬器校準(zhǔn)規(guī)范

GB/T2297太陽光伏能源系統(tǒng)術(shù)語

IECTS61836太陽光伏能源系統(tǒng)術(shù)語、定義和符號(hào)(Solarphotovoltaicenergy

systems-Terms,definitionsandsymbols)

IEC60904-1光伏器件第1部分：光伏電流■電壓特性的測量(Photovoltaicdevices

-Part1:Measurementofphotovoltaiccurrent-voltagecharacteristics)

IEC60904-9光伏器作第9部分：太陽模擬器性能分級(jí)(Photovoltaicdevices-Part

9:Classificationofsolarsimulatorcharacteristics)

使用本規(guī)范時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文件的有效版本。凡是注日期的引用文件，僅

注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注明日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修

改單)適用于本規(guī)范。

3術(shù)語和計(jì)量單位

以下術(shù)語和定義適用于本校準(zhǔn)規(guī)范：

3.1AM1.5G條件AM1.5Gcondition：

標(biāo)定和測試地面用(AM=1.5,即太陽光通過大氣的實(shí)際距離為大氣垂直厚度的1.5

倍，對應(yīng)的天頂角約為48度)太陽電池所規(guī)定的太陽輻照度和光譜輻照度分布。

3.2光譜匹配度spectralmatch：

太陽模擬器光源的光譜相對于標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜輻照度的匹配程度。

3.3光譜覆蓋率spectralcoverage(SPC)：

太陽模擬器有效輻光譜照度(大于IEC60904-3中規(guī)定的AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照

度的10%)對應(yīng)波長下AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜積分輻照度與300nm到120()nm波長范

圍內(nèi)AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜總積分輻照度的比值，用于評(píng)價(jià)太陽模擬器光源的有效光譜

分布范圍。計(jì)算公式如下：

1200M

SPC=(￡0團(tuán).5(4)24/￡^WI.5a)-AA).100%⑴

E57IW(2)>().1*EA?15(A)300，〃〃

3.4光譜偏離度spectraldeviation(SPD)：

300nm到1200nm波長范圍內(nèi)太陽模擬器光譜輻照度與AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜總

積分輻照度偏差積分量與AML5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜總積分輜照度的比值，用于評(píng)價(jià)太陽模擬器

光譜輻照度與AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜輻照度的偏離。計(jì)算公式如下：

1200nm1

SPD=⑷一4以5⑷122/1>皿.5(孫”.阿％(2)

300/wr300”〃？

3.5輻照度不均勻度irradiancenon-uniformity：

在整個(gè)有效工作區(qū)域內(nèi)，太陽模擬器的輻照度最大值小)和最小值(￡min)之

間的相對偏差。計(jì)算公式如下：

輻照度不均勻度(%)=(%ax-EninMEmax+廓出)、100%⑶

3.6輻照度不穩(wěn)定度irradianceinstability：

有效輻照面內(nèi)任意給定位置上，在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)，太陽模擬器的輻照度最大值

(￡max)和最小值(紇小)之間的相對偏差。計(jì)算公式如下：

輻照度不穩(wěn)定度(%)=-4m)/(4w+/n)x100%⑷

包括短期不穩(wěn)定度和長期不穩(wěn)定度。

3.7伏安特性曲線I-Vcharacteristiccurve

指受光照的光伏電池，在不同外電路負(fù)載下，流入負(fù)載的電流和電池端電壓的關(guān)系

曲線，主要體現(xiàn)在如下參數(shù)：短路電流小,開路電壓％c,最大功率Pm,最佳工作電流

/m,最佳工作電壓Vm,填充因子FF等。

4概述

太陽模擬器是模擬自然太陽光譜和輻照度的一種光源設(shè)備，光伏用太陽模擬器通常

由光源和電源、光學(xué)部件和濾光片、控制操作系統(tǒng)以及LV曲線測試儀等組成，如圖1

所示。衡量太陽模擬器優(yōu)劣的技術(shù)指標(biāo)主要包括：光譜匹配度、光譜覆蓋率、光譜偏離

度、輻照度不均勻度、輻照度不穩(wěn)定度、伏安特性曲線測量準(zhǔn)確性等。

6校準(zhǔn)條件

6.1環(huán)境條件

6.1.1溫度：(23±5)℃；

6.1.2相對濕度：＜80%RH；

6.1.3電源電壓：交流電源(220±10%)V；

6.1.4其他條件：環(huán)境清潔通風(fēng)，無影響儀器正常工作的電磁場、機(jī)械振動(dòng)，光學(xué)暗室

條件。

6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備

6.2.1光譜輻照度計(jì)：用于測量太陽模擬器的光譜輻照度分布，對于瞬態(tài)太陽模擬器，

要求能夠采集響應(yīng)速度為ms量級(jí)的光輻射。工作波長范圍需覆蓋300nm~1200nm,波

長分辨率在可見光范圍(300nm~9()()nm)等于或小于2nm,在近紅外范圍(900nm?1200

nm)應(yīng)等于或小于5nm。光譜輻照度計(jì)的波長步長設(shè)置應(yīng)等于或小于波長分辨率。

6.2.2檢測器：用于測量太陽模擬器的輻照度，不穩(wěn)定度優(yōu)于±0.2%,可采用至」裝的硅

光電探測器或單晶硅太陽電池。對于光伏組件太陽模擬器，檢測器的最大尺寸為2()cmx

20cm,建議為15.6cmxl5.6cm的太陽能電池。對于太陽電池太陽模擬器，檢測器尺寸

不應(yīng)大于測試區(qū)域尺寸的1/5；如果測試區(qū)域的某方向尺寸小于10cm,則建議使用光電

探測器或帶掩膜板的太陽電池。

6.2.3I-V轉(zhuǎn)換器：用于將太陽電池片在太陽模擬器輻射下產(chǎn)生的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓

信號(hào)，響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于采樣時(shí)間。

6.2.4數(shù)據(jù)采集卡或數(shù)字電壓表：用于采集太陽模擬器輻射下檢測器所產(chǎn)生的信號(hào)，不

穩(wěn)定度優(yōu)于±0.2%,響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于采樣時(shí)間。

6.2.5光伏電池/組件：根據(jù)被校準(zhǔn)LV曲線測試儀量程選擇相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光伏電池、光

伏電池片或光伏組件。

6.2.6電流傳感器：用于測量光伏電池組件的輸出電流，最大允許誤差±0.2%。

6.2.7電壓采集器：最少包含2個(gè)采集通道，分別用于測量電流傳感器輸出電壓和光伏

電池組件輸出電壓，最大允許誤差±0.2%。

7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

7.1校準(zhǔn)前檢查

7.1.1核對檢查被校太陽模擬器的名稱、規(guī)格型號(hào)、生產(chǎn)廠商、出廠編號(hào)等;

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7.1.2確認(rèn)被校太陽模擬器的正常工作狀態(tài)，有效工作面積以及周圍環(huán)境狀況等。

7.2校準(zhǔn)項(xiàng)目

包括光譜匹配度、光譜覆蓋率、光譜偏離度、輻照度不均勻度，輻照度不穩(wěn)定度、伏安

特性曲線6項(xiàng)指標(biāo)的校準(zhǔn)°

7.2.1光譜匹配度校準(zhǔn)

7.2.1.1用光譜輻照度計(jì),測試太陽模擬器測試區(qū)域各采樣點(diǎn)位置處的光譜輻照度分布,

采樣點(diǎn)位置如圖2所示，在有效波段范圍內(nèi)計(jì)算其積分輻照度。

圖2矩形測試區(qū)域（左）和圓形測試區(qū)域（右）的光譜輻照度測量位置

7.2.1.2計(jì)算各波長間隔內(nèi)的光譜輻照度分布（即占積分輻照度的百分比），與表1中

AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度分布的百分比的比值作為光譜匹配度?？筛鶕?jù)太陽模擬器光譜

范圍，選擇（400nm-HOOnm）或者（300nm~1200nm）的有效光譜范圍。

表1標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度分布

AMI.5G條件（有效光譜范圍4（X）nm~llOOnm）AM1.5G條件（有效光譜范圍300nm~1200nm）

占有效光譜范圍內(nèi)積分輻占有效光譜范圍內(nèi)積分輻照

波長范圍（nm）波長范圍（nm）

照度的百分比（%）度的百分比（%）

400-50018.4300-47016.61

500-60019.9470-56116.74

600-70018.4561-65716.67

700-80014.9657-77216.63

800-90012.5772-91916.66

9(X)-1IOO15.9919-120016.69

721.3將各波段的比值與表2中數(shù)值范圍進(jìn)行比較，由各采樣點(diǎn)、各波長范圍最差的光

譜匹配度等級(jí)確定太陽模擬器的光譜匹配級(jí)別。

6

表2光譜匹配等級(jí)劃分

光譜匹配特性

（與表1中AM1.5G條件下百分比的偏離范圍）

等級(jí)有效光譜范圍400nm~

有效光譜范圍300nm~

IKX）nm1200nm

A+—[0.875,1.125]

A10.75,1.25][0.75,0.875）或者（1.125,1.25]

B[060.75）或者（1.25,1.4][0.6,0.75）或者（1.25,1.4]

C[040.6）或者（1.4,2.0][0.4,0.6）或者（142.0]

注：A+等級(jí)的評(píng)定只在光譜范圍300nm~1200nm光譜匹配評(píng)估時(shí)，才會(huì)進(jìn)行評(píng)定。

7.2.2光譜覆蓋率校準(zhǔn)

7.2.2.1用光譜輻照度計(jì),測試太陽模擬器測試區(qū)域各采樣點(diǎn)位置處的光譜輻照度分布,

采樣點(diǎn)位置如圖2所示。

7.2.2.2在300nm-1200nm范圍內(nèi)對AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜和太陽模擬器光譜輻照度進(jìn)

行歸一化，使得總積分輻照度為1。

7.2.23計(jì)算低光譜輻照度閾值，10%XEAML5G（㈤。

7.2.2.4計(jì)算所有滿足5G（團(tuán)條件的光譜輻照度數(shù)據(jù)點(diǎn)的

AM1.5G光譜積分輻照度。

7.2.2.5根據(jù)公式（1）計(jì)算各采樣點(diǎn)光譜覆蓋率，取各采樣點(diǎn)光譜覆蓋率的最小值作為

太陽模擬器光譜覆蓋率的最終結(jié)果。

7.2.3光譜偏離度校準(zhǔn)

7.2.3.1用光譜輻照度計(jì)，測試太陽模擬器測試區(qū)域各采樣點(diǎn)位置處的光譜輻照度分布,

采樣點(diǎn)位置如圖2所示。

7.232在300nm-1200nm范圍內(nèi)對AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜和太陽模擬器光譜福照度進(jìn)

行歸一化，使得總積分輻照度為1。

7.233計(jì)算每個(gè)波長的1%利（%）'^AM\.5G（4）1o

7.2.3.4根據(jù)公式（2）計(jì)算各采樣點(diǎn)的光譜偏離度，取各采樣點(diǎn)光譜偏離度的最大值作

為太陽模擬器光譜偏離度的最終結(jié)果。

7.2.4輻照度不均勻度校準(zhǔn)

7.2.4.1校準(zhǔn)原理和裝置示意圖

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本規(guī)范所采用校準(zhǔn)方法的原理是：根據(jù)檢測器短路電流與輻照度成正比的關(guān)系，用

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收集太陽模擬器輻射下檢測器的短路電流經(jīng)I-V轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，以等效于

采集輻照度。輻照度不均勻度的校準(zhǔn)典型裝置示意圖如圖3所示，其中作為檢測器的硅

太陽電池也可以替換成其他符合要求的檢測器。

圖3輻照度不均勻度和不穩(wěn)定度校準(zhǔn)裝置示意圖

724.2校準(zhǔn)方法和步驟

(1)將太陽模擬器的工作面均等劃分為若干個(gè)區(qū)域。檢測器有效受光面積應(yīng)大于區(qū)域面

積的80%,區(qū)域的個(gè)數(shù)由太陽模擬器總的有效工作面積所決定。

(2)將指定測試區(qū)域的一個(gè)角作為參考點(diǎn)，并將其作為檢測器的起始位置，使檢測器的

邊緣與參考點(diǎn)重合。

(3)對■于穩(wěn)態(tài)太陽模擬器，用檢測器沿著工作面內(nèi)選定的方向移動(dòng)，采集其在每個(gè)區(qū)域

的信號(hào)。對于太陽電池太陽模擬器，移動(dòng)檢測器的步寬最大應(yīng)為測試區(qū)域最小尺寸的

1/5,如果測試區(qū)域的某方向尺寸小于10cm,則建議使用光電探測器或帶掩膜板的太陽

電池。

(4)對于瞬態(tài)太陽模擬器，其檢測器移動(dòng)測量過程同穩(wěn)態(tài)太陽模擬器，由于單次閃光脈

沖檢測器只能測量到一個(gè)區(qū)域的輻照度，因此整個(gè)測量過程需要多次閃光脈汨才可完

成，校準(zhǔn)過程中需要考慮光源不穩(wěn)定度對輻照不均勻度測量結(jié)果的影響。如有必耍，可

放置另一檢測器于有效工作面的固定位置，以監(jiān)視修正多次閃光脈沖輻照度的變化。

⑸在整個(gè)有效工作面各測試區(qū)域內(nèi)，找出檢測器信號(hào)的最大值(乙”)和最小值(匕詢)，

對最大值和最小值位置進(jìn)行復(fù)測，以確定是否因偶然因素導(dǎo)致誤判。然后根據(jù)公式(5)

進(jìn)行不均勻度計(jì)算：

不均勻度(％)=(穌僦-￡tnin)/(￡max+穌汕)X100%(5)

=(Vmax-VmJ/(Vmax+VmJxlOO%

(6)對比表3中等級(jí)劃分的數(shù)值，得出太陽模擬器輻照不均勻度的等級(jí)。

8

表3太陽模擬器輻照度不均勻度和不穩(wěn)定度的等級(jí)劃分范圍

輻照度不穩(wěn)定度

等級(jí)輻照度不均勻度

短期不穩(wěn)定度長期不穩(wěn)定度

A+1%0.25%1%

A2%0.5%2%

B5%2%5%

C10%10%10%

注：A+等級(jí)的評(píng)定只在光譜范圍3()()nm?120()nm光譜匹配評(píng)估時(shí)，才會(huì)同時(shí)進(jìn)行評(píng)

定。

7.2.5輻照度不穩(wěn)定度校準(zhǔn)

7.2.5.1校準(zhǔn)原理和裝置示意圖

校準(zhǔn)原理和裝置同輻照度不均勻度校準(zhǔn)。

7.2.5.2校準(zhǔn)方法和步驟

(1)將檢測器放置在有效工作面內(nèi)任意固定位置。

(2)太陽模擬器的短期不穩(wěn)定度測量：

a)如果I-V測試用太陽模擬器可同時(shí)采集輻照度，電壓和電流信號(hào)，則無需進(jìn)行測量，

即可判定其短期不穩(wěn)定度為A級(jí)(400nm?llOOnmm波段光譜匹配度評(píng)定條件下)、A+

級(jí)(300nm~1200nm波段光譜匹配度評(píng)定條件下)；

b)如果I-V測試用太陽模擬器是非同時(shí)采集輻照度、電壓和電流信號(hào)，分別測量IV曲

線上每個(gè)數(shù)據(jù)所對應(yīng)的上述三個(gè)信號(hào)采集時(shí)間間隔內(nèi)檢測器信號(hào)的變化，取其中變化最

大的一組信號(hào)用于評(píng)定其短期不穩(wěn)定度。

c)對于在I-V測試用太陽模擬器，在測量過程中如果沒有輻照度監(jiān)測，則不進(jìn)行短期不

穩(wěn)定度評(píng)定。

d)對于非I-V測試用穩(wěn)態(tài)太陽模擬器，不進(jìn)行短期不穩(wěn)定度評(píng)定。

(3)瞬態(tài)太陽模擬器的長期不穩(wěn)定度測量：

a)對于長脈沖太陽模擬器，其長期不穩(wěn)定度是指在單個(gè)脈沖數(shù)據(jù)采集時(shí)間內(nèi)的輻照度變

化，如圖4。將檢測器置于有效工作面內(nèi)選定位置，并確定脈沖數(shù)據(jù)采樣時(shí)間范圍，測

量在這個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)檢測器信號(hào)。

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圖4長脈沖太陽模擬器數(shù)據(jù)采集示意圖

b)對于短脈沖太陽模擬器，其長期不穩(wěn)定度是指在測試整條I-V曲線過程中所需的多個(gè)

單脈沖中數(shù)據(jù)采樣時(shí)間內(nèi)的最大輻照度變化，如圖5。方法同a)。

(4)穩(wěn)態(tài)太陽模擬器的長期不穩(wěn)定度測量

將檢測器置于有效工作面內(nèi)選定位置，在一定總時(shí)間內(nèi)，根據(jù)設(shè)備要求每隔固定時(shí)間測

量檢測器信號(hào)。

(5)在整個(gè)測量過程中，找出檢測器信號(hào)的最大值和最小值，按照如下公式(6)進(jìn)行計(jì)

算。

不穩(wěn)定度(％)二嗎”-E*)/(F+E,)x100%

maxnn(6)

=(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)x100%

(6)對比表3中等級(jí)劃分的范圍，得出太陽模擬器輻照度不穩(wěn)定度的等級(jí)。

7.2.6伏安特性曲線校準(zhǔn)

726.1根據(jù)被校準(zhǔn)I-V曲線測試量程，選擇合適的光伏電池組件(標(biāo)準(zhǔn)光伏電池、光伏

電池片或光伏組件)。

io

7.262將光伏電池組件放置于光源輻照面內(nèi)，打開輻照光源并恒溫三十分鐘以上，若為

瞬態(tài)光源可根據(jù)實(shí)際環(huán)境溫度情況調(diào)整縮短恒溫時(shí)間。

726.3連接電流傳感器和電壓采集器，測量并記錄電壓采集器電壓采集通道所輸出零點(diǎn)

電壓值Vv0和電流傳感器輸出零點(diǎn)電壓值Vsi0o

726.4按照圖6所示方法連接實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

7.2.6.5利用被校準(zhǔn)I-V曲線測試儀測量并記錄光伏電池組件實(shí)際輸出I-V曲線各關(guān)鍵參

數(shù)（短路電流心州、開路電壓匕皿和最大功率測量值，同時(shí)利用電壓采集器測量光

伏電池組件電流和電壓輸出信號(hào)，得到光伏電池組件輸出電壓Kw和電流傳感器輸出電

壓％隨時(shí)間的變化曲線。

726.6通過公式計(jì)算電流/,=（%-匕°）/K"、電壓匕=匕「匕。和功率其

中，KH為傳感器靈敏系數(shù)。得到光伏電池組件輸出電流（電流傳感器原邊輸入電流）

/,、輸出電壓匕、輸出功率P,隨采樣時(shí)間的變化曲線。

7.2.6.7從7.2.6.6所述曲線中取輸出電流為/,=0時(shí)刻所對應(yīng)電壓值為開路電壓標(biāo)準(zhǔn)值

V?t,；輸出電壓匕=0時(shí)刻對應(yīng)電流值為短路電流標(biāo)準(zhǔn)值/心；取功率R最大值為最大功

率標(biāo)準(zhǔn)值匕s。

7.268分別計(jì)算短路電流、升路電壓和最大功率標(biāo)準(zhǔn)值和測量值的比值，得到被校準(zhǔn)I-V

曲線測試儀各參數(shù)的修正系數(shù)。

圖6太陽模擬器I-V曲線測試儀校準(zhǔn)裝置示意圖

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8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)

校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書上反映。校準(zhǔn)證書應(yīng)至少包括以下信息：

校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書上反映。校準(zhǔn)證書應(yīng)至少包括以下信息：

a）標(biāo)題：“校準(zhǔn)證書”;

b）實(shí)驗(yàn)室名稱和地址：

c）進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)（如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同）；

d）證書的唯一性標(biāo)識(shí)（如編號(hào)），每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識(shí)；

e）客戶的名稱和地址；

f）被校對象的描述和明確標(biāo)識(shí)；

g）進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說明被叫對象的

接受日期；

h）如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明；

i）校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱及代號(hào)；

j）本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及其有效性說明；

k）校準(zhǔn)環(huán)境的描述；

1）校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；

m）對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明；

n）校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí)；

o）校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校太陽電池有效的聲明；

p）以及未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書的聲明。

具體參照附錄A,格式上可依據(jù)實(shí)際情況做合理改動(dòng)。被校太陽模擬滯的光譜輻照

度分布、輻照度不均勻度、輻照不穩(wěn)定度、伏安特性曲線校準(zhǔn)過程中采集的數(shù)據(jù)應(yīng)記入

校準(zhǔn)原始記錄，按附錄B的格式給出。

9復(fù)校時(shí)間間隔

復(fù)校時(shí)間間隔建議為一年。由于復(fù)校時(shí)間間隔的長短是由太陽模擬器的使用情況、

使用者、及其本身質(zhì)量等諸因素所決定的，送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定是否

縮短校準(zhǔn)周期。

12

附錄A

校準(zhǔn)結(jié)果內(nèi)頁推薦格式

證書編號(hào)********_****

校準(zhǔn)結(jié)果

1、光譜匹配度校準(zhǔn)（以3（）0nm~1200nm為例）

區(qū)1太陽模擬器與AM1.5G光譜輻照度分布圖

AM1.5G條件有效波太陽模擬器有效波段

光譜匹配

波長范圍（nm）段內(nèi)積分輻照度的百內(nèi)積分輻照度的百分

度

分比比

130(3-47016.61

2470-56116.74

3561-65716.67

4657-77216.63

5772-91916.66

6919-120016.69

2、光譜覆蓋率校準(zhǔn)

太陽模擬器光譜覆蓋率為：SPC=*。

3、光譜偏離度校準(zhǔn)

太陽模擬器光譜偏離度為：SPD=*。

JJFXXXX-XXXX

j正彳$編號(hào)********_木***

校準(zhǔn)結(jié)果

4、輻照度不均勻度校準(zhǔn)

將太陽模擬器的有效輻照面(*mx*m)均等劃分為*個(gè)區(qū)域，橫向?yàn)?~*,縱

向?yàn)槿?*。將硅太陽電池分別放置在這*個(gè)區(qū)域內(nèi)，用快速采集卡采集太陽模擬

器每個(gè)位置處硅太陽電池的短路電流(測試時(shí)經(jīng)I-V轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào))，

從而得出太陽模擬器的輻照度變化。

圖2不均勻度校準(zhǔn)區(qū)域劃分示意圖

12345

A

B

C

D

E

F

G

678910

A

B

C

D

E

F

G

不均勻度(%)=(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)xlOO%.

其中，Kiax=mV；Vmin=mVo

14

證書編碼********_****

校準(zhǔn)結(jié)果

5、輻照度不穩(wěn)定度校準(zhǔn)

由于太陽模擬器可同時(shí)采集輻照度、電壓和電流信號(hào)，短期不穩(wěn)定度判定

為A+級(jí)。用快速采集卡采集在太陽模擬器IV曲線測量時(shí)間范圍內(nèi)硅太陽電池

的短路電流變化（測試時(shí)經(jīng)I-V轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)），從而得出太陽模擬器輻

照度的長期不穩(wěn)定度，采樣時(shí)間為：*ms。

長期不穩(wěn)定度（%）=（Vmax-Vmin）/（Vmax+^）x100%.

其中，vmax=mV；曦/mVo

太陽模擬器等級(jí)為:

輻照度不稔定

光譜匹配度輻照度不均勻度

度

在3（）0-470nm范圍內(nèi)（）

短期不穩(wěn)定度

在470-56Inm范圍內(nèi)（）

（）

在561-657nm范圍內(nèi)（）在*mx*m的測試面內(nèi)

在657-772nm范圍內(nèi)（）輻照度不均勻度為*。

長期不穩(wěn)定度

在772-919nm范圍內(nèi)（）

（）

在919-1200nm范圍內(nèi)（）

等級(jí)（）等級(jí)（）等級(jí)（）

JJFXXXX-XXXX

證書編號(hào)********_****

校準(zhǔn)結(jié)果

6L犬妾痔住曲線校準(zhǔn)

利用電流傳感器標(biāo)準(zhǔn)器、電壓采集器標(biāo)準(zhǔn)器和被校準(zhǔn)I-V曲線測試儀同時(shí)

測量光伏電池組件的I-V曲線關(guān)鍵參數(shù)，測試結(jié)果如下：

短路電流/sc/A開路電壓Voc/V最大功率Pm/W

標(biāo)準(zhǔn)器

被校準(zhǔn)設(shè)備

被校準(zhǔn)I-V曲線測試儀各關(guān)鍵參數(shù)修正系數(shù)如下:

短路電流小開路電壓Voc最大功率Pm

修正系數(shù)

不確定度描述：

1.光譜匹配度：私尸*(；2);

2.光譜覆蓋率：U**依2)；

3.光譜偏離度：U**%(42)；

4.輻照不均勻度：。=*%(42)；

5.輻照不穩(wěn)定度：U=*%(42)；

6.伏安特性曲線：

短路電流Urd(Ac)=*%(62)；

開路電壓(7rcl(Voc)=*%(^=2)；

最大功率Urd(Pm)=*%("2)。

16

附錄B

校準(zhǔn)原始記錄內(nèi)頁推薦格式

記錄編號(hào)證書編號(hào):

太陽模擬器性能校準(zhǔn)記錄

B.1基本信息

客戶名稱

器件名稱型號(hào)規(guī)格

出廠編號(hào)生產(chǎn)廠家

客戶地址聯(lián)系方式

計(jì)量器具名擴(kuò)展不確定度

稱(k=2)

計(jì)量器具證有效期至年月日

書號(hào)

依據(jù)技術(shù)文

件

校準(zhǔn)環(huán)境條溫度濕度：

件

校準(zhǔn)員：核驗(yàn)員：校準(zhǔn)日期：年月日

B.2太陽模擬器性能校準(zhǔn)數(shù)據(jù)記錄

B.2.1光譜匹配度校準(zhǔn)

☆1

☆2☆

3

☆4

圖1光譜輻照度測量位置示意圖

JJFXXXX—XXXX

B.2.1.11#位置光譜匹配度

圖21#位置光譜分布圖

AM1.5G條件有效波太陽模擬器有效波段

光譜匹配

波長范圍（nm）段內(nèi)積分輻照度的百內(nèi)積分輻照度的百分

度

分比比

1300-47016.61

2470-56116.74

3561-65716.67

4657-77216.63

5772-91916.66

6919-120016.69

B.2.1.22#位置光譜匹配度

圖32#位置光譜分布圖

AML5G條件有效波太陽模擬器々效波段

光譜匹配

波長范圍（nm）段內(nèi)積分輻照度的百內(nèi)枳分輻照度的百分

度

分比比

1300-47016.61

2470-56116.74

3561-65716.67

4657-77216.63

5772-91916.66

6919-120016.69

B.2.1.33#位置光譜匹配度

圖43#位置光譜分布圖

18

AM1.5G條件有效波太陽模擬器有效波段

光譜匹配

波長范圍（nm）段內(nèi)積分輻照度的百內(nèi)枳分輻照度的百分

度

分比比

I300-47016.61

2470-56116.74

3561-65716.67

4657-77216.63

5772-91916.66

6919-120016.69

B.2.1.44#位置光譜匹配度

圖54#位置光譜分布圖

AM1.5G條件有效波太陽模擬器有效波段

光譜匹配

波長范圍（nm）段內(nèi)枳分輻照度的百內(nèi)枳分輻照度的百分

度

分比比

I300-47016.61

2470-56116.74

3561-65716.67

4657-77216.63

5772-91916.66

6919-120016.69

B.2.2光譜覆蓋率校準(zhǔn)

將B.2.1所測試的圖2-圖5太陽模擬器光譜輻照度曲線數(shù)據(jù)及AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光

譜分別進(jìn)行歸一化，使得（300nm?1200nm）總積分輻照度為1。計(jì)算所有滿足

47M（㈤>°」XEAM.5GQ）條件的光譜輻照度數(shù)據(jù)點(diǎn)的AM1.5光譜積分輻照度。

根據(jù)如下公式計(jì)算各采樣點(diǎn)光譜覆蓋率：

I200〃力

SPC=（Z%⑼.5（4）22/Z%L5（㈤2分100%

%,“（2）>°」*島.“15（“）300〃，〃

各采樣點(diǎn)位置處的光譜覆蓋率計(jì)算結(jié)果如下表所示:

位置1#2#3#4#

光譜覆蓋率/%

JJFXXXX-XXXX

取各采樣點(diǎn)光譜覆蓋率的最小值作為太陽模擬器光譜覆蓋率的最終結(jié)果，太陽模擬

器光譜覆蓋率為：

SPC=*。

B.2.3光譜偏離度校準(zhǔn)

將B.2.1所測試的圖2-圖5太陽模擬器光譜輻照度曲線數(shù)據(jù)及AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光

譜分別進(jìn)行歸一化，使得(300nm~1200nm)總積分輻照度為1。計(jì)算每個(gè)波長下的

\ESIMW-EAM1.5Ga)io

根據(jù)如下公式計(jì)算各采樣點(diǎn)的光譜偏離度：

1200，〃〃1200〃，〃

SPD=⑷一當(dāng)團(tuán)式刈24/⑷?”?100%

300〃，〃300，〃〃

各采樣點(diǎn)位置處的光譜偏離度計(jì)算結(jié)果如下表所示:

位置1#2#3#4#

光譜偏離度/%

取各采樣點(diǎn)光譜偏離度的最大值作為太陽模擬器光譜偏離度的最終結(jié)果，太陽模擬

器光譜偏離度為：

SPD=*0

B.2.4輻照度不均勻度校準(zhǔn)

將太陽模擬器的有效輻照面(*mx*m)均等劃分為*個(gè)區(qū)域，橫向?yàn)?~*,縱向?yàn)锳~*。

將硅太陽電池分別放置在這*個(gè)區(qū)域內(nèi)，用快速采集卡采集太陽模擬器每個(gè)位置處硅太

陽電池的短路電流(測試時(shí)經(jīng)I-V轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào))，從而得出太陽模擬器的輻

照度變化。

20

圖6不均勻度校準(zhǔn)區(qū)域劃分示意圖

12345

A

B

C

D

E

F

G

678910

A

B

C

D

E

F

G

不均勻度（％）=（%L1）/（%ax+DxlOO%。

其中，=mV；Vmin=mVo

B.2.5輻照度不穩(wěn)定度校準(zhǔn)

由于太陽模擬器可同時(shí)采集輻照度、電壓和電流信號(hào)，短期不穩(wěn)定度判定為A+

級(jí)。用快速采集卡采集在太陽模擬器IV曲線測量時(shí)間范圍內(nèi)硅太陽電池的短路電流變

化（測試時(shí)經(jīng)I-V轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)），從而得出太陽模擬器輻照度的長期不穩(wěn)定度,

采樣時(shí)間為：*mso

輻照長期不穩(wěn)定度（％）：（匕…-匕mi"（匕mjkn）X100%=*%，

其中輸出信號(hào)最大值：Vsmax=*mV,最小值：v$min=*mVo

B.2.6伏安特性曲線校準(zhǔn)

利用電流傳感器標(biāo)準(zhǔn)器、電壓采集器標(biāo)準(zhǔn)器和被校準(zhǔn)電子負(fù)載同時(shí)測量光伏電池組

件的I-V曲線關(guān)鍵參數(shù)，測試結(jié)果如下:

JJFXXXX—XXXX

標(biāo)準(zhǔn)器示值被校準(zhǔn)電子負(fù)載示值

短路電流開路電壓最大功率短路電流開路電壓最大功率

&/AVcc/VPm/W/$c/AKc/VPm/W

1

2

3

平均值

被校準(zhǔn)電子負(fù)載各關(guān)鍵參數(shù)修正系數(shù)如下:

短路電流小開路電壓Voc最大功率Pm

修正系數(shù)

不確定度描述：

1.光譜匹配度：Ue尸*%(右2)；

2.光譜覆蓋率：UreL%儂2)；

3.光譜偏離度：UreL%(4=2)；

4.輻照不均勻度：u=*%依2)；

5.輻照不穩(wěn)定度：U=*%g2)；

6.伏安特性曲線：

短路電流Urd(/sc)=*%(七2)；

開路電壓t/rcl(Voc)=*%(^=2)；

最大功率U「el(Pm)=*%(仁2)。

22

附錄c

校準(zhǔn)不確定度評(píng)定示例

根據(jù)各影響因子，其函數(shù)關(guān)系表示如下：

y=/Cv1,x2,...,xv)(C-1)

各影響量不相關(guān)，且靈敏系數(shù)為1,不確定度為；

(C-2)

3

(C-3)

C.1太陽模擬器光譜匹配度校準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

測量不確定度的A類評(píng)定

C.1.1測量重復(fù)性引起的不確定度

同等條件下重復(fù)測量同一太陽模擬器的光譜，其光譜匹配度數(shù)據(jù)如下表所示,

測量次300nm-470470nm-561561nm-657n657nm-772772nm-919919nm-1200

數(shù)nmnmmnmnmnm

10.92350.98571.13091.08720.93670.9360

20.92400.98591.13101.08700.93630.9359

30.92380.98581.13091.08700.93650.9362

40.9234().98531.13031.D8710.93710.9369

50.92310.98501.13011.08700.93750.9373

60.9235().98571.13091.08720.93670.9360

相對標(biāo)

準(zhǔn)差0.04%().04%0.04%0.01%0.05%0.07%

S

通常以單次測量作為最終校準(zhǔn)結(jié)果，

取重復(fù)性偏差最大波段對應(yīng)重復(fù)性數(shù)據(jù)作為太陽模擬器光譜匹配度重復(fù)性測量數(shù)據(jù)。

S

重復(fù)性引入的不確定度0=0.07%

測量不確定度的B類評(píng)定

C.1.2由光譜輻照度計(jì)?；匆氲牟淮_定度

經(jīng)NIM標(biāo)準(zhǔn)燈標(biāo)定后的光纖光譜儀，用于測量光源的光譜分布時(shí)，所測量光

JJFXXXX—XXXX

譜范圍(300-1200)nm內(nèi)，最大校準(zhǔn)不確定度為:U*6.0%優(yōu)=2)。

光譜輻照度計(jì)校準(zhǔn)引入不確定度：/2=3=3.0%。

C.1.3入射角度引入的不確定度

校準(zhǔn)用光譜輻照度計(jì)采用積分球作為入射光接收器，由于光譜輻照度計(jì)安裝角度引

入的不確定度“L3可以忽略。

C.1.4溫度偏差引起的不確定度

光譜匹配度測試過程中，光譜輻照度計(jì)使用溫度范圍為(25±15)℃,在1()℃、

25c和40℃條件下分別測量同一太陽模擬器的光譜輻照度分布，測量光譜匹配度

數(shù)據(jù)如下：

溫度/℃300nm-470470nm-561561nm-657n657nm-772772nm-919919nm-1200

nmnmmnmnmnm

100.8801.0381.0091.0240.9821.066

250.8791.0381.0081.0220.9801.073

400.8731.0321.0031.02()0.9851.087

光譜輻照度計(jì)使用環(huán)境偏離其校準(zhǔn)溫度25℃±15℃條件下，測量太陽模擬器光譜

失配偏差如下:

溫度偏300nm-470470nm-561561nm-657n657nm-772772nm-9199l9nm-1200

離「Cnmnmmnmnmnm

-15().1%().1%0.2%0.2%0.2%-0.7%

15-0.7%-0.5%-0.5%-0.2%0.5%1.3%

采用最大偏差波段范圍對應(yīng)數(shù)據(jù)作為太陽模擬器光譜失配影響分析數(shù)據(jù)，溫度分布判定

為高斯分布,由此引入的不確定度-4=0.65%。

太陽模擬器光譜匹配度校準(zhǔn)的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

u.(SM)=+〃]2=3.07%o

IrC'WleiI.41I

相對擴(kuò)展不確定度為：

Urel(SM)=2Urel(SM)=6.1%(女=2)。

C.2太陽模擬器光譜覆蓋率校準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

測量不確定度的A類評(píng)定

C.2.1測量重復(fù)性引起的不確定度

同等條件下重復(fù)測量同一太陽模擬器的光譜，其光譜覆蓋率數(shù)據(jù)如下表所示,

次數(shù)123456

24

光譜

100.0%100.0%100.0%100.0%100.0%100.0%

覆蓋率

通常以單次測量作為最終校準(zhǔn)結(jié)果，n=\0

由測量重復(fù)性引入的不確定度〃2」=9=0?。％°

測量不確定度的B類評(píng)定

C.2.2由光譜輻照度計(jì)校準(zhǔn)引入的不確定度

經(jīng)NIM標(biāo)準(zhǔn)燈標(biāo)定后的光纖光譜儀，用于測量光源的光譜分布時(shí)，所測量光

譜范圍(300-1200)nm內(nèi)，最大校準(zhǔn)不確定度為:g=6%伙=2)。

光譜輻照度計(jì)校準(zhǔn)引入不確定度：”,2蟲=3.0%。

C.2.3入射角度引入的不確定度

校準(zhǔn)用光譜輻照度計(jì)采用積分球作為入射光接收器，由于光譜輻照度計(jì)安裝角度引

入的不確定度〃2.3可以忽略。

C.2.4溫度偏差引起的不確定度

光譜匹配度測試過程中，光譜輻照度計(jì)使用溫度范圍為(25±15)℃,在10℃、

25c和40℃條件下分別測量同一太陽模擬器的光譜輻照度分布，測量光譜覆蓋率

數(shù)據(jù)如下：

溫度/C1()2540

光譜覆蓋率99.9%99.9%100.0%

光譜輻照度計(jì)使用環(huán)境偏離其校準(zhǔn)溫度250c±15℃條件下，測量太陽模擬器光譜

覆蓋率偏差如下：

溫度偏離/℃-15-15

偏差0.0%0.1%

判定為高斯分布，由此引入的不確定度H2.4=0.1%o

太陽模擬器光譜覆蓋率校準(zhǔn)的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

W+W+W+W

Wrc|(SPQ=72,I2.22.32.4=3.00%o

相對擴(kuò)展不確定度為:

JJFXXXX—XXXX

Ure,(5PC)-lure!CSPC)-6.0%(&-2)o

C.3太陽模擬器光譜偏離度校準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

測量不確定度的A類評(píng)定

C.3.1測量重復(fù)性引起的不確定度

同等條件下重復(fù)測量同一太陽模擬器的光譜，其光譜偏離度數(shù)據(jù)如下表所示,

次數(shù)123456

光譜

12.05%12.05%12.04%12.02%12.01%