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太阳能电池测试中的不确定因素及排除

xuexi123456

2011/10/21

其他仪器综合讨论

太阳能电池测试中的不确定因素及排除
要想在各种太阳能电池测试系统,如：IPCE测试,量子效率/QE测试,光谱响应测试,IV测试中从根本上全面降低测试结果的A类和B类不确定度，保证测试数据呈现最佳的精度和准确度，就要充分考虑整个测试过程中所涉及的全部环节，在太阳能电池测试过程中不确定度的主要来源有以下几种：人员操作、仪器设备、标准溯源、测试方法、环境条件等等。

◆人员操作

人员的操作在测试结果的不确定度分析中是很重要的。如在同一测试过程中不同的测试人员的操作流程、参数读取时机、对同一结果的读数都不可能完全相同；即使同一操作人员在两次实验中的操作也会有所不同，这些都会导致测试数据的不准确。

解决方案：

实现计算机全程自动化控制，依据国际太阳能电池测试的最新标准、最科学测试方法编制成的计算机软件可实现一键式操作，将避免人员操作差异；能最大程度的保证系统测试数据的重复性。

◆仪器设备

测试系统中的相关设备的准确度、精度是影响测试数据的直接因素。也是实验结果权威性、科技性的根本保障。如构建测试系统中的各功能部件性能不好，虽然每个部件的不确定度分量不大，但其会造成各部分设备不确定度的叠加，使最终结果的不确定度很大，从而使测试的最终数据不准确。

解决方案：

测试系统选用国际知名品牌、世界顶尖技术的锁相放大器、斩波器、万用表等仪器设备进行构建，这些高端的专业设备可以为您有力的保障测试数据的权威性、准确性。

◆标准溯源

测试系统的计量/校准标准也是系统不确定度的主要来源之一，在太阳能电池光谱响应/量子效率（QE/IPCE）测试系统中所要用到的标准探测器；I-V特性测试系统中标定太阳能模拟器用的标准电池的性能好坏，其校准数据的不确定度都严重影响着测试结果。

解决方案：

采用性能稳定可靠、线性度好、受温度等环境影响小的标准设备，其校准数据必须可溯源至国际、国内各著名计量校准机构（如NREL、NIST、NIM等）。

◆测试方法

目前太阳能电池的种类很多，各种类电池的特性也均有不同，测试方法的选择选择的正确与否对测试结果有着很大的影响，例如：交流测试方法选用于响应速度快的电池；直流测试法则更适用于测响应速度较慢的电池，交流方法中对系统光源的交流调制的频率设置等都会影响您测试的结果。

解决方案：

确定合理的测试方案必须要依据依据ASTM 、IEC等国际标准，最重要的是要根据大量的电池测试实验经验，这就要求设备提供商不能仅仅有很强的研发能力、专业技术基础，更为重要的是要有众多客户的成功案例。

◆环境条件

太阳能电池的测试标准对于样品所处的光条件、温湿度等环境条件有很明确的要求，若测试环境不能满足相关标准要求，测试结果就失去了意义。如何保证环境条件恒定就成了太阳能电池测试中的关键。

解决方案：

光谱响应/量子效率测试实验中样品必须放置于高光密性光学暗箱中，这样才能保证测试结果的准确。进行I-V特性测试的样品在测试实验过程中必须放置在可实现宽范围温度精确控制的真空吸附的样品台之上，这样即可以保证样品的测试温度恒定，又可防止更多的样品夹具对样品的光参数和电参数的影响。

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