選擇合適的太陽(yáng)能電池輸出功率測試系統

太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的成長(cháng)增加了對太陽(yáng)能電池（及太陽(yáng)能模組）測試和測量解決方案的需求，而且隨著(zhù)太陽(yáng)能電池尺寸的增大和效率的提高，電池測試需要運用更大的電流和更高的功率水平，這就要求采用更加靈活的測試設備。

通常需要測量太陽(yáng)能電池的幾項關(guān)鍵參數。這些參數是：

● VOC――開(kāi)路電壓。在電流等于0時(shí)的電池電壓。

● ISC――短路電流。當負載電阻等于0時(shí)，從電池流出的電流。

● Pmax――電池的最大功率輸出。電池輸出最大功率時(shí)的電壓值和電流值。I-V曲線(xiàn)（圖1）上的Pmax點(diǎn)通常被稱(chēng)為最大功率點(diǎn)（MPP）。

圖1 這張太陽(yáng)能電池的I-V曲線(xiàn)顯示了Pmax及其與Imax和Vmax的關(guān)系

● Vmax――在Pmax點(diǎn)，電池的電壓值。

● Imax――在Pmax點(diǎn)，電池的電流值。

● η――器件的轉換效率。當太陽(yáng)能電池連接到某個(gè)電路時(shí)，這個(gè)值等于被轉換的能量（從吸收的太陽(yáng)光到電能）與被采集的能量的百分比。這個(gè)值可以通過(guò)將Pmax除以輸入的光輻照度（E，單位是W/m2，在標準測試條件下進(jìn)行測量），再乘以太陽(yáng)能電池的表面積（AC, 單位是平方米）計算得到。

● 填充因子（FF）―Pmax除以VOC再乘上ISC 。

● 電池二極管屬性。

● 電池串聯(lián)電阻。

● 電池旁路電阻（或并聯(lián)電阻）。

常見(jiàn)解決方案
現在，太陽(yáng)能電池測試解決方案主要有兩種形式：完整的交鑰匙系統和通用的測試儀器。

如果需要在太陽(yáng)能電池最大輸出功率時(shí)進(jìn)行測試，許多研究實(shí)驗室都具備低功耗四象限電源（有時(shí)也稱(chēng)為SMU），并具有以下功能：

● 提供精確的正電壓和負電壓（“提供”也可稱(chēng)為“施加”）。

● 提供精確的正向和反向電流（提供反向電流也被稱(chēng)為電流流入到電源中）。

● 精確地測量待測器件（DUT）的電壓和電流（測量也被稱(chēng)為檢測）。

大多數高精度四象限電源都只能提供3A的電流或20W的連續功率。

在測試較小的單個(gè)電池時(shí)，這些最大電流和功率是可接受的，但是隨著(zhù)電池技術(shù)向更高的效率、更大的電流密度和更大的電池尺寸推進(jìn)，電池的功率輸出將很快會(huì )超出這些四象限電源的最大額定值。太陽(yáng)能模組的輸出通常會(huì )超過(guò)50W，而且可能會(huì )爬升至300W或更高，這意味著(zhù)許多針對模組的測試都無(wú)法使用四象限電源來(lái)完成。

在這些情況下，工程師應當借助于現成的電子負載、直流電源、DMM和數據采集設備，包括溫度測量、掃描、轉換和數據記錄設備，以便在寬泛的操作范圍內靈活地進(jìn)行獨特的測試，并且達到預期的測試精度。例如，可以使用數據采集系統來(lái)掃描環(huán)境和待測器件的溫度，已校準的參考電池的電壓，以及在測試中需要捕獲的各種其他測試參數。