研究人員介紹，目前對(duì)太陽能電池進(jìn)行校準(zhǔn)和追溯的方法主要有三種：德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院(PTB);中國(guó)國(guó)家計(jì)量研究院(NIM);以及臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院(ITRI)。

這三種方法均基于差分光譜響應(yīng)度 (DSR)，這是測(cè)量高輻照度水平下光伏探測(cè)器光譜響應(yīng)度的標(biāo)準(zhǔn)方法。他們指出：“PTB 的 DSR 校準(zhǔn)系統(tǒng)目前在測(cè)量參考太陽能電池的短路電流時(shí)不確定度為 0.56%，而 NIM 和 ITRI 的 DSR 校準(zhǔn)系統(tǒng)不確定度分別為 0.9% 和 0.7%。”

中國(guó)團(tuán)隊(duì)參考IEC 60904-4標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)定了硅太陽能電池可追溯性的校準(zhǔn)程序要求)和IEC 60904-2標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)定了光伏標(biāo)準(zhǔn)裝置的分類、選擇、包裝、標(biāo)記、校準(zhǔn)和保養(yǎng)的要求)建立了新體系。

“我們首先開發(fā)了差分光譜響應(yīng)度(DSR)校準(zhǔn)系統(tǒng)和相應(yīng)的測(cè)量方法，然后利用該系統(tǒng)完成從標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器到作為主要參考的世界光伏尺度(WPVS)太陽能電池的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)移，從而建立了主要參考太陽能電池的測(cè)量能力。”他們進(jìn)一步解釋說。

所提出的DSR方法可以在有效響應(yīng)波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)量WPVS太陽能電池在1000 W/m 2白光偏置光下的絕對(duì)光譜響應(yīng)度。然后，它可以將這些值與參考太陽光譜分布AM1.5的值進(jìn)行比較，這些值符合IEC 60904-3標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)描述了確定光伏設(shè)備電輸出的基本測(cè)量原理，并計(jì)算出WPVS太陽能電池的校準(zhǔn)值。

整個(gè)過程是通過保持參考太陽能電池和標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器的溫度在 25 C、使用可在 0.01-1.2 太陽輻照度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的白色偏置光以及利用可在 280 nm 和 1200 nm 之間調(diào)節(jié)的均勻單色光來實(shí)現(xiàn)的。

該團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)造了適用于硅和鈣鈦礦電池的設(shè)備，并表示該設(shè)備允許使用太陽模擬器通過將數(shù)據(jù)從 WPVS PV 設(shè)備傳輸?shù)蕉螀⒖继柲茈姵貋碓u(píng)估電池性能。

校準(zhǔn)系統(tǒng)由單色光系統(tǒng)、偏置光系統(tǒng)、帶溫度控制的三維運(yùn)動(dòng)測(cè)量平臺(tái)和電測(cè)量系統(tǒng)組成。

單色光系統(tǒng)由氙燈、鹵素?zé)簟?臺(tái)3光柵單色儀、斬波器、濾光輪、光學(xué)鏡頭模塊組成;偏置光系統(tǒng)采用鹵素?zé)絷嚵?、可編程直流電?測(cè)量平臺(tái)由3D高精度自動(dòng)位移平臺(tái)、控溫平臺(tái)、可編程高精度控溫系統(tǒng)組成;電測(cè)量系統(tǒng)由2臺(tái)信號(hào)前置放大器、2臺(tái)鎖相放大器、高精度數(shù)字萬用表、多通道數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)采集軟件組成。

科學(xué)家們肯定地表示：“研制的校準(zhǔn)系統(tǒng)兩次參與國(guó)際比對(duì)，不確定度為0.7%，實(shí)現(xiàn)了‘國(guó)際等效’，達(dá)到了世界一流水平。”

該新系統(tǒng)是在《測(cè)量：傳感器》雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究“太陽能電池計(jì)量追溯系統(tǒng)的建立”中引入的。