太陽(yáng)光模擬器是光伏測(cè)試中替代真實(shí)太陽(yáng)光、提供標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件的核心設(shè)備,其本質(zhì)是在室內(nèi)復(fù)現(xiàn)AM1.5G光譜與標(biāo)準(zhǔn)輻照度,使光伏器件的性能測(cè)量具備可比性與可重復(fù)性。沒(méi)有它,電池與組件的效率、填充因子等關(guān)鍵參數(shù)就只能在多變的自然光下測(cè)量,無(wú)法形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)尺。
原理上,典型系統(tǒng)由光源、光學(xué)濾光組件、積分器及準(zhǔn)直鏡構(gòu)成。光源多采用氙燈或LED陣列,氙燈經(jīng)AM1.5G濾光片修正光譜后,通過(guò)光學(xué)積分器改善均勻性,再由準(zhǔn)直鏡控制光束發(fā)散角,最終在測(cè)試面形成接近標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光的光斑。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將模擬器按光譜匹配、空間不均勻性、時(shí)間不穩(wěn)定性三項(xiàng)指標(biāo)劃分等級(jí),三項(xiàng)均達(dá)要求方可滿(mǎn)足高精度測(cè)試需求。
常見(jiàn)誤差來(lái)源主要有三類(lèi)。光譜失配是最主要的系統(tǒng)誤差,模擬器光譜與標(biāo)準(zhǔn)光譜存在固有偏差,經(jīng)被測(cè)器件的光譜響應(yīng)耦合后,會(huì)直接扭曲短路電流測(cè)量值,需通過(guò)光譜失配因子校正。光強(qiáng)不均勻則導(dǎo)致大面積組件測(cè)試失真,測(cè)試面輻照度分布不均會(huì)使填充因子和效率偏離真實(shí)值,因此對(duì)大面積測(cè)試而言均勻性控制尤為關(guān)鍵。時(shí)間不穩(wěn)定性影響I-V掃描質(zhì)量,光源隨使用出現(xiàn)波動(dòng)會(huì)造成曲線(xiàn)畸變,尤其對(duì)存在光致退化效應(yīng)的新型器件干擾顯著。此外,參考電池校準(zhǔn)偏差與溫度控制誤差也會(huì)疊加進(jìn)總不確定度中。理解這些原理與誤差機(jī)制,是正確選用模擬器、合理解讀測(cè)試結(jié)果的前提。