數字源表如何快速掃描太陽能電池片電性能參數？

簡述

隨著化石能源的減少和人類對環境的重視，清潔源源不斷的太陽能越來越被人們重視，太陽能的應用中人們主要是通過太陽能電池將太陽能轉換成電能，太陽能電池在使用前我們需要對它的一些性能參數做一個測試了解。對于太陽能電池片的測試，我們一般測試電池的開路電壓V_OC、短路電流I_SC、Z大功率P_max、填充因子FF、轉換效率η。

測試內容

開路電壓與短路電流

按圖1所示連接方式搭建電路，

圖1 太陽能電池測試連接示意圖

為了保證測試結果的準確度，我們采用四線模式測量。

給固定的光照，在源表上點擊快速模式，選擇電壓表模式，選擇合適的量程，直接點擊”OUTPUT”，即可得到開路電壓V_OC；選擇電流表模式，選擇合適的量程，直接點擊“OUTPUT”，即可得到短路電流I_SC。

Z大功率

上位機上選擇序列掃描功能，選擇電壓源模式，設置0-V_OC的掃描范圍，設置限值，勾選功率測試，點擊運行，即可得到正向偏壓的V-I圖像以及功率變化曲線。

圖2 正向偏壓V-I曲線

圖3 功率變化曲線

從圖3中可以看到Z大功率出現在采樣點70附近，我們切換到表格界面可以看到Z大功率值。

圖4 Z大功率

從圖中可以看到功率達到25.109uW后開始下降，可得到Z大功率為25.109uW；并且可以直接得到對應的Z大電池電壓V_max為0.646V、Z大電池電流I_max為38.866uA。

填充系數與轉換效率

填充系數是衡量實際光伏電池的I-V特點與理想電池有多大差距的一個指標。具體定義為： 

在上圖中我們用源表測得了短路電流I_SC、開路電壓V_OC及Z大功率，這樣我們可以直接算出填充系數FF。

轉換效率是Z大功率與電池功率輸入的比值 

P_in為電池功率輸入，定義為入射到電池表面的總輻能，可利用光源的輻照度乘以太陽能電池的受光面積求得。

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