校准太阳模拟器的方法、光源系统和太阳能电池测试方法pdf

  本公开涉及一种校准太阳模拟器的方法、相应的模拟太阳光的光源系统和多结电池测试方法。所述校准太阳模拟器的方法有步骤：在标准太阳模拟器下测试标准多结电池的短路电流Isc1；在标准太阳模拟器下测试n个单结标准子电池的短路电流Isc(i)；在待校准太阳模拟器下测试标准多结电池的短路电流Isc2，使Isc2接近Isc1；在待校准太阳模拟器下测试各单结标准子电池的短路电流Isc(I)，使各单结标准子电池的短路电流Isc(I)分别与步骤S2中的对应短路电流Isc(i)一致。根据本发明实施例提供的校准太阳模拟

  (19)国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 CN 112748344 B (45)授权公告日 2023.04.07 (21)申请号 5.3 CN 104280709 A,2015.01.14 (22)申请日 2020.12.23 TW 201043988 A,2010.12.16 TW 201323840 A,2013.06.16 (65)同一申请的已公布的文献号 CN 109060120 A,2018.12.21 申请公布号 CN 112748344 A TW 201816409 A,2018.05.01 (43)申请公布日 2021.05.04 WO 2012020542 A1 ,2012.02.16 国家质量监督检验检疫总局.太阳模拟器校 (73)专利权人 江苏宜兴德融科技有限公司 准规范《. 中华人民共和国国家计量技术规范 地址 214200 江苏省无锡市宜兴市经济开 发区腾飞路2号 JJF1615-2017》.2017, 国际电工委员会.Photovoltaic devices- (72)发明人 高康沈彬吴志猛李华 Part 9:Solar simulator performance 王伟明 requirements《. IEC 60904-9》.2007, (74)专利代理机构 北京众达德权知识产权代理 张俊超 等.太阳模拟器关键参量校准方法 有限公司 11570 研究《. 计量学报》.2017,第38卷(第4期) , 专利代理师 杨娟奕 杨爱军.两种太阳光模拟器辐照度不均匀度 校准装置的溯源及分析《. 计量与测试技术》 (51)Int.Cl. .2015,第42卷(第5期) , G01R 31/385 (2019.01) 李杰.太阳模拟器标准和直射阳光辐照度计 G01R 35/02 (2006.01) 量的研究《. 标准科学》.2015,(第4期), (56)对比文件 审查员 王倪颖 CN 104953949 A,2015.09.30 CN 102664199 A,2012.09.12 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 (54)发明名称 要求，提高了在普通太阳模拟器下进行多结太阳 校准太阳模拟器的方法、光源系统和太阳能 能电池性能测试的准确度。 电池测试方法 (57)摘要 本公开涉及一种校准太阳模拟器的方法、相 应的模拟太阳光的光源系统和多结电池测试方 法。所述校准太阳模拟器的方法有步骤：在标 准太阳模拟器下测试标准多结电池的短路电流 Isc1；在标准太阳模拟器下测试n个单结标准子 电池的短路电流Isc(i)；在待校准太阳模拟器下 测试标准多结电池的短路电流Isc2，使Isc2接近 B Isc1；在待校准太阳模拟器下测试各单结标准子 4 4 电池的短路电流Isc(I)，使各单结标准子电池的 3 8 4 短路电流Isc (I)分别与步骤S2中的对应短路电 7 2 1 流Isc(i)一致。根据本发明实施例提供的校准太 1 N 阳模拟器的方法、光源系统和多结电池测试方 C 法，降低了对普通太阳模拟器光谱光强匹配度的 CN 112748344 B 权利要求书 1/2页 1.一种校准太阳模拟器的方法，包括步骤： S1：在标准太阳模拟器下测试标准多结电池的短路电流Isc1，所述标准多结电池包括n 个子电池； S2：在标准太阳模拟器下测试n个单结标准子电池的短路电流Isc(i)，i＝1，2，……n， 其中，各单结标准子电池的PN结结构分别与所述标准多结电池的各个子电池的PN结结构一 致并吸收相同波段的光谱； S3：粗调待校准太阳模拟器的光强，以在待校准太阳模拟器下测试标准多结电池的短 路电流Isc2，使Isc2接近Isc1； S4：维持步骤S3的待校准太阳模拟器的光强不变，在待校准太阳模拟器下测试各单结 标准子电池的短路电流Isc(I)，I＝1，2，……，n； S5：如果在步骤S4中测试的各单结标准子电池的短路电流Isc(I)分别与步骤S2中的对 应短路电流Isc(i)一致，则认定经校准获得的光强分布与标准光谱基本一致； S6：如果在步骤S4中测试的各单结标准子电池的短路电流Isc(I)中有一个或多个的短 路电流Isc(I)与步骤S2中的对应短路电流Isc(i)不一致，则提供辅助光源对待校准太阳模 拟器的光强进行补偿，并通过调节待校准太阳模拟器和辅助光源的光强，使得测试的各单 结标准子电池的短路电流Isc(I)分别与步骤S2中的对应短路电流Isc(i)一致，则认定待校 准太阳模拟器和各辅助光源的共同提供的光强分布与标准光谱基本一致。 2.依据权利要求1所述的校准太阳模拟器的方法，还包括以下步骤： S7.1：在步骤S4中，如果各单结标准子电池的短路电流Isc(I)中有一个或多个单结标 准子电池的短路电流Isc(I)高于步骤S2中的对应短路电流Isc(i)，则将待校准太阳模拟器 的光强降低，使得短路电流增幅最大的单结标准子电池的短路电流与步骤S2中的对应短路 电流一致；以及 S7.2：分别用辅助光源照射步骤S7.1中的其它各单结标准子电池，并分别调节各辅助 光源的光强使得其它各单结标准子电池的短路电流与步骤S2中的对应短路电流一致，此时 认定待校准太阳模拟器和各辅助光源的共同提供的光强分布与标准光谱基本一致。 3.依据权利要求2所述的校准太阳模拟器的方法，其特征是，在步骤S7.1中，通过直 接调节待校准太阳模拟器的光强或增加滤光片的方式来降低待校准太阳模拟器的光强。 4.依据权利要求1所述的校准太阳模拟器的方法，其特征是，还包括步骤： S8.1：在步骤S4中，如果各单结标准子电池的短路电流Isc(I)都低于步骤S2中的对应 短路电流Isc(i)，则将待校准太阳模拟器的光强增强，使得短路电流降幅最小的单结标准 子电池的短路电流与步骤S2中的对应短路电流一致；以及 S8.2：分别用辅助光源照射步骤S8.1中的其它各单结标准子电池，并分别调节各辅助 光源的光强使得其它各单结标准子电池的短路电流与步骤S2中的对应短路电流一致，此时 认定待校准太阳模拟器和各辅助光源的共同提供的光强分布与标准光谱基本一致。 5.依据权利要求4所述的校准太阳模拟器的方法，其特征是，在步骤S8.1中，通过直 接调高太阳模拟器的光强或增加聚光透镜的方式增强待校准太阳模拟器的光强。 6.依据权利要求1‑5任一项所述的校准太阳模拟器的方法，其特征是，还包括步骤： 在测试的各单结标准子电池的短路电流Isc(I)分别与步骤S2中的对应短路电流Isc (i)一致之后，再次微调待校准太阳模拟器和/或辅助光源的光强，并测试标准多结电池的 2 2 CN 112748344 B 权利要求书 2/2页 短路电流，使标准多结电池的短路电流等于Isc1。 7.依据权利要求1所述的校准太阳模拟器的方法，其特征是，所述的单结标准子电池 中除对应所述标准多结电池的顶电池的子电池外，其他单结标准子电池上额外生长一层半 导体薄膜，用于对应吸收标准多结电池中的对应子电池的光谱响应波长范围外的太阳光。 8.依据权利要求1、2或4所述的校准太阳模拟器的方法，其特征是，辅助光源包括激 光光源、LED光源、氙灯或卤素灯。 9.一种多结太阳能电池测试方法，其特征是，包括： 利用权利要求1‑8任意一项所述的校准太阳模拟器的方法提供模拟太阳光的光源系 统，所述光源系统包括太阳模拟器和辅助光源；以及 在所述太阳模拟器和辅助光源共同照射的模拟太阳光下对多结太阳能电池来测试。 10.根据权利要求9所述的多结太阳能电池测试方法，其特征是，针对不一样的种类的多 结太阳能电池，重新校准太阳模拟器和提供不同的辅助光源。 11.一种模拟太阳光的光源系统，所述光源系统包括太阳模拟器和辅助光源，所述辅助 光源用于对待校准太阳模拟器的光强进行补偿，以获得标准太阳光谱；其中， 所述太阳模拟器是依据权利要求1‑8任意一项所述的方法校准的太阳模拟器；所述辅 助光源是依据权利要求1‑8任意一项所述的方法提供的辅助光源。 3 3 CN 112748344 B 说明书 1/9页 校准太阳模拟器的方法、光源系统和太阳能电池测试方法 技术领域 [0001] 本发明涉及多结太阳能电池测试技术领域，具体涉及测试多结太阳能电池时校准 太阳模拟器的方法、所采用的光源系统及相应的多结太阳能电池测试方法。 背景技术 [0002] 对多结太阳能电池来说，多结太阳能电池的性能参数需要在模拟太阳光谱下进行 I‑V测试，并根据I‑V测试结果把多结太阳能电池进行分档。为了能够更好的保证多结太阳能电池测试 的准确性，需要用已经标定过的多结太阳能标准电池对测试机台进行校准，而测试机台由 于长期的测试使用，其内部的光学反射透镜或光源自身老化非常严重，同时根据太阳模拟 器标准体系ASTME927‑10、IEC60904‑9或GBT 9494‑2017可知，A级太阳模拟器在光谱强度匹 配度上也存在25％以内的误差。所以生产厂商、测试机构以及科研院所等各家的太阳模拟 器的光谱强度都有偏差，这就造成了同一个电池在不同的地方测试而结果不同，一方的测 试数据不能被各方接受。 [0003] 另一方面，多结太阳能电池是由多个单结电池串联组成，总的输出电流是由输出 电流最小的电池决定，即存在限流结的问题。当光谱在某一段的光强偏低时，对应的单结电 池电流偏低，会导致多结电池整体输出电流偏低。目前常用的太阳模拟器输出光谱范围主 要是400‑1100nm，采用的氙灯的光强大多分布在在该区域，而1100nm后光强偏低，导致光谱与 太阳能标准光谱AM1.5G和AM0不一致。多结电池所需的光谱响应范围是300‑1800nm，现有模 拟器用于测试多结电池时存在困难，无法同时满足各子电池达到理想短路电流的要求。在 提高输出模拟器光强时，可以勉强使多结电池的短路电流与标准光谱下一致，但是此时实 际光强偏离标准光强，测试误差较大。市场上有针对多结电池研发的新型测试装置，例如 LED光源和多灯系统，但是这些装置光谱光强匹配困难，价格昂贵，没有办法进行批量化生产应 用。 发明内容 [0004] 本发明的目的之一在于提供一种校准太阳模拟器的方法，以提高在太阳模拟器下 进行多结太阳能电池性能测试的准确度。 [0005] 本发明的另一目的是提供一种模拟太阳光的光源系统，以在该光源系统下对多结 太阳能电池进行性能测试并提高多结太阳能电池性能测试的准确度。 [0006] 本发明的另一目的是提供一种多结太阳能电池测试方法，以提高多结太阳能电池 性能测试的准确度。 [0007] 根据本发明的第一方面,提供一种校准太阳模拟器的方法，包括步骤： [0008] S1：在标准太阳模拟器下测试标准多结电池的短路电流Isc1,所述标准多结电池 包括n个子电池； [0009] S2：在标准太阳模拟器下测试n个单结标准子电池的短路电流Isc(i)，i＝1， 2，……n,其中,各单结标准子电池的PN结结构分别与所述标准多结电池的各个子电池的PN 4 4 CN 112748344 B 说明书 2/9页 结结构一致并吸收相同波段的光谱； [0010] S3：粗调待校准太阳模拟器的光强，以在待校准太阳模拟器下测试标准多结电池 的短路电流Isc2，使Isc2接近Isc1； [0011] S4：维持步骤S3的待校准太阳模拟器的光强不变，在待校准太阳模拟器下测试各 单结标准子电池的短路电流Isc(I),I＝1，2，……，n； [0012] S5:使在步骤S4中测试的各单结标准子电池的短路电流Isc(I)分别与步骤S2中的 对应短路电流Isc(i)一致，则认定经校准获得的光强分布与标准光谱基本一致。 [0013] 根据一个实施例,所述的校准太阳模拟器的方法，还包括以下步骤： [0014] S6:在步骤S4中如果测试的各单结标准子电池的短路电流Isc(I)中有一个或多个 的短路电流Isc(I)与步骤S2中的对应短路电流Isc(i)不一致，则提供辅助光源对待校准太 阳模拟器的光强进行补偿，并通过调节待校准太阳模拟器和辅助光源的光强，使得测试的 各单结标准子电池的短路电流Isc(I)分别与步骤S2中的对应短路电流Isc(i)一致，则认定 待校准太阳模拟器和各辅助光源的共同提供的光强分布与标准光谱基本一致。 [0015] 根据一个实施例,所述的校准太阳模拟器的方法，还包括以下步骤： [0016] S7.1:在步骤S4中，如果各单结标准子电池的短路电流Isc(I)中有一个或多个单 结标准子电池的短路电流Isc(I)高于步骤S2中的对应短路电流Isc(i)，则将待校准太阳模 拟器的光强降低，使得短路电流增幅最大的单结标准子电池的短路电流与步骤S2中的对应 短路电流一致；以及 [0017] S7.2:分别用辅助光源照射步骤S7.1中的其它各单结标准子电池，并分别调节各 辅助光源的光强使得其它各单结标准子电池的短路电流与步骤S2中的对应短路电流一致， 此时认定待校准太阳模拟器和各辅助光源的共同提供的光强分布与标准光谱基本一致。 [0018] 根据一个实施例,在步骤S7.1中，通过直接调节待校准太阳模拟器的光强或增加 滤光片的方式来降低待校准太阳模拟器的光强。 [0019] 根据一个实施例,所述的校准太阳模拟器的方法，还包括步骤： [0020] S8.1：在步骤S4中，如果各单结标准子电池的短路电流Isc(I)都低于步骤S2中的 对应短路电流Isc(i)，则将待校准太阳模拟器的光强增强，使得短路电流降幅最小的单结 标准子电池的短路电流与步骤S2中的对应短路电流一致；以及 [0021] S8.2：分别用辅助光源照射步骤S8.1中的其它各单结标准子电池，并分别调节各 辅助光源的光强使得其它各单结标准子电池的短路电流与步骤S2中的对应短路电流一致， 此时认定待校准太阳模拟器和各辅助光源的共同提供的光强分布与标准光谱基本一致。 [0022] 根据一个实施例,所述的校准太阳模拟器的方法，在步骤S8.1中,通过直接调高太 阳模拟器的光强或增加聚光透镜的方式增强待校准太阳模拟器的光强。 [0023] 根据一个实施例,所述的校准太阳模拟器的方法，还包括步骤： [0024] 在测试的各单结标准子电池的短路电流Isc(I)分别与步骤S2中的对应短路电流 Isc(i)一致之后，再次微调待校准太阳模拟器和/或辅助光源的光强，并测试标准多结电池 的短路电流，使标准多结电池的短路电流等于Isc1。 [0025] 根据一个实施例,所述的单结标准子电池中除对应所述标准多结电池的顶电池的 子电池外，其他单结标准子电池上额外生长一层半导体薄膜，用于对应吸收标准多结电池 中的对应子电池的光谱响应波长范围外的太阳光。根据一个实施例,辅助光源包括激光光 5 5 CN 112748344 B 说明书 3/9页 源、LED光源、氙灯或卤素灯。 [0026] 本发明另一方面提供一种多结太阳能电池测试方法，包括： [0027] 利用本发明第一方面所述的校准太阳模拟器的方法提供模拟太阳光的光源系统， 所述光源系统包括太阳模拟器和辅助光源；以及 [0028] 在所述太阳模拟器和辅助光源共同照射的模拟太阳光下对多结太阳能电池进行 测试。 [0029] 根据一个实施例,所述多结太阳能电池测试方法，针对不同种类的多结太阳能电 池，重新校准太阳模拟器和提供不同的辅助光源。 [0030] 本发明的另一方面提供一种模拟太阳光的光源系统，所述光源系统包括太阳模拟 器和辅助光源，所述辅助光源用于对待校准太阳模拟器的光强进行补偿，以获得标准太阳 光谱；其中， [0031] 所述太阳模拟器是根据第一方面所述的校准太阳模拟器的方法校准的太阳模拟 器；所述辅助光源是根据第一方面所述的校准太阳模拟器的方法提供的辅助光源。 [0032] 根据本发明实施例提供的校准太阳模拟器的方法、相应的模拟太阳光的光源系统 和多结电池测试方法，在不对普通太阳模拟器进行大幅改造的前提下，通过标准单结子电 池以及配合辅助光源来校准太阳模拟器，从而降低了对普通太阳模拟器光谱光强匹配度的 要求，并提高了在普通太阳模拟器下进行多结太阳能电池性能测试的准确度。 附图说明 [0033] 图1为根据本发明的一个实施例的标准太阳模拟器的方法的流程图； [0034] 图2为根据本发明的另一个实施例的标准太阳模拟器的方法的流程图； [0035] 图3为根据本发明的另一个实施例的标准太阳模拟器的方法的流程图； [0036] 图4为根据本发明的另一个实施例的标准太阳模拟器的方法的流程图； [0037] 图5为根据本发明的一个实施例的三个单结标准子电池的光谱响应波长范围图； [0038] 图6为根据本发明的一个实施例的测量单结标准子电池或标准多结电池短路电流 的示意图。 具体实施方式 [0039] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本发明实施例 以及附图中，同一标号代表同一含义。并且，需要注意本发明实施例中描述的方法步骤中的 步骤标记S1、S2、S3……中的数字只是步骤代号，并不必然表示各个步骤的实际执行顺序。 在可行的情况下，实际顺序可以与数字标号不同。 [0040] 本发明的第一方面提供了一种校准太阳模拟器的方法。在一个实施例中，如图1所 示，该方法包括以下步骤： [0041] 步骤S1：在第三方权威机构，在经校准的标准太阳模拟器下，测试例如AM1.5G或 AM0标准光谱下，标准多结电池的短路电流Isc1。 [0042] 步骤S2：在第三方权威机构，在经校准的标准太阳模拟器下，测试单结标准子电池 的短路电流Isc(i)，i＝1，2，3……n，其中n为标准多结子电池的电池结数或子电池个数。所 6 6 CN 112748344 B 说明书 4/9页 采用的各单结标准子电池的PN结结构与所述标准多结电池一致的各结子电池一致并吸收 相同波段的光谱。 [0043] 为了避免干扰，提高测试精度，各单结标准子电池中，除对应标准多结电池的顶电 池的子电池外，其他各子电池额外生长一层半导体薄膜，对应吸收多结电池中的对应子电 池的光谱响应波长范围外的太阳光。 [0044] 步骤S3：粗调待校准太阳模拟器的光强，并测试标准多结电池的短路电流Isc2，使 Isc2接近Isc1，例如接近度在相差10％左右。 [0045] 步骤S4：维持步骤S3的待校准太阳模拟器的光强不变，在待校准太阳模拟器的模 拟光谱下测试各单结标准子电池的短路电流Isc(I),I＝1，2，3……，n； [0046] 步骤S5：如果测试的各单结标准子电池的短路电流Isc(I)分别与步骤2中的对应 短路电流Isc(i)一致，则认定待校准太阳模拟器光强分布接近标准光谱或与标准光谱基本 一致。 [0047] 可选地，考虑到多结子电池叠加后可能还会有一定误差，为了进一步提高测试的 准确度，在步骤S5之后，还可以包括步骤S9：微调太阳模拟器的光功率，测试标准多结电池 的短路电流Isc3，使Isc3＝Isc1，则进一步确认待校准太阳模拟器光强分布与标准光谱一 致。 [0048] 经过上述步骤校准后的太阳模拟器光强分布与标准光谱一致，可以用于对多结电 池产品来测试分档，从而保证了在该太阳模拟器下进行多结太阳能电池性能测试的准确 度。 [0049] 根据该实施例提供的校准太阳模拟器的方法，在不对普通太阳模拟器进行大幅改 造的前提下，通过标准单结子电池辅助来校准太阳模拟器，经过校准后的太阳模拟器光强 分布与标准光谱一致，可以满足对多结电池产品进行测试分档的要求，避免了购买和使用 昂贵的高精度的太阳模拟器，极大地节约了测试成本。 [0050] 图2示出了根据另一个实施例的校准太阳模拟器的方法。该实施例的步骤S1‑S4与 图1所示实施例相同，因此不再赘述，不同的是，在步骤S4后，包括步骤S6：如果在步骤S4中 测试的各单结标准子电池的短路电流Isc(I)中有一个或多个的短路电流Isc(I)与步骤S2 中的对应短路电流Isc(i)不一致，则提供辅助光源对待校准太阳模拟器的光强进行补偿， 并通过调节待校准太阳模拟器和辅助光源的光强，使得测试的各单结标准子电池的短路电 流Isc(I)分别与步骤S2中的对应短路电流Isc(i)一致，则认定待校准太阳模拟器和各辅助 光源的共同提供的光强分布与标准光谱基本一致。 [0051] 类似地，在步骤S6之后，可选地，还可以包括步骤：微调太阳模拟器和/或各辅助光 源的光强(或光功率)，测试标准多结电池的短路电流Isc3，使Isc3＝Isc1，则进一步确认待 校准太阳模拟器和辅助光源构成的光源系统的光强分布与标准太阳光谱一致。 [0052] 根据该实施例提供的校准太阳模拟器的方法，在步骤S4中测试的各单结标准子电 池的短路电流Isc(I)中有一个或多个的短路电流Isc(I)与步骤S2中的对应短路电流Isc (i)不一致的情况下，通过进一步提供辅助光源，对待校准太阳模拟器的光强进行补偿，并 使待校准太阳模拟器和各辅助光源的叠加作用下的光强分布与标准光谱基本一致，因此在 此叠加光强下对多结电池产品进行测试分档，同样可以保证多结太阳能电池性能测试的准 确度。因此，同样避免了购买和使用昂贵的高精度的太阳模拟器，极大地节约了测试成本。 7 7 CN 112748344 B 说明书 5/9页 [0053] 图3示出了根据另一个实施例的校准太阳模拟器的方法。该实施例的步骤S1‑S4与 图1所示实施例相同，因此不再赘述，不同的是，如果在步骤4中出现某一个或多个单结标准 子电池的短路电路Isc(I),I＝1，2，3……，n明显偏离步骤S2中的短路电流Isc(i)，i＝1，2， 3……，n时，执行以下步骤： [0054] 步骤S7.1：一结或多个单结标准子电池在待校准太阳模拟器下短路电流Isc(I),I ＝1，2，3……高于标准光谱下电流Isc(i)，i＝1，2，3……，将待校准太阳模拟器光强降低， 使得短路电流增幅最大的单结标准子电池的短路电流等于步骤2中的短路电流；以及 [0055] 步骤S7.2：分别用辅助光源照射步骤S7.1中的其它各单结标准子电池，并分别调 节各辅助光源的光强使得其它各单结标准子电池的短路电流与步骤S2中的对应短路电流 一致。此时，可认定待校准太阳模拟器和各辅助光源的共同提供的光强分布与标准光谱基 本一致。 [0056] 同样地，在步骤S7.2之后，可选地，还可以包括步骤：微调太阳模拟器和各辅助光 源的光功率，测试标准多结电池的短路电流Isc4，使Isc4＝Isc1，则进一步确认待校准太阳 模拟器和各辅助光源的共同提供的光强分布与标准光谱一致。然后，可以在待校准太阳模 拟器和各辅助光源组成的光源系统下对对多结电池产品进行测试分档。 [0057] 本实施例同样可以获得图2所述实施例的优点。此外，根据该实施例，通过在步骤 S7.1中首先选择短路电流增幅最大的单结标准子电池并调节其短路电流与步骤S2中的标 准短路电流一致，然后再通过辅助光源调节其它单结标准子电池的电流与标准短路电流一 致，能够更方便、快速地将全部单结标准子电池的短路电流调节为与标准短路电流一致。 [0058] 具体原因是是基于如下考虑：降低增幅最大的子电池的电流时，其他结电池电流 必然低于标准电流，这时再用其他辅助光源提高其他子电池的电流时比较容易。而如果首 先降低的是增幅居中的电池至步骤S2中的标准电流，此时必然有单结电池的电流高于步骤 S2中的标准电流，此时不能通过辅助光源来降低该子电池的电流，而需要利用太阳模拟器 外加滤镜来降低该子电池的电流，实际操作可能需要多种不同透光率滤光镜或可变透光率 滤光镜。因此，该实施例与前述实施例相比，提供了一种更具操作性的单结标准子电池的电 流调节方法，能够更快地实现光强的校准。 [0059] 图4示出了根据另一个实施例的校准太阳模拟器的方法。该实施例的步骤S1‑S4与 图1所示实施例相同，因此不再赘述，不同的是，如果在步骤4中出现某一个或多个单结标准 子电池的短路电路Isc(I),I＝1，2，3……，n明显偏离步骤S2中的短路电流Isc(i)，i＝1，2， 3……，n时，执行以下步骤： [0060] 步骤S8.1在步骤S4中，如果单结标准子电池在待校准太阳模拟器下的短路电流 Isc(I),I＝1，2，3……都低于步骤S2中在标准光谱下的电流Isc(i)，i＝1，2，3……n，则将 待校准太阳模拟器光强增强，使得短路电流偏离幅度最小的子电池的短路电流等于步骤2 中的短路电流；以及 [0061] 步骤S8.2：分别用辅助光源照射步骤S8.1中的其它单结标准子电池，并调节光源 使得各单结标准子电池短路电流与步骤S2一致。此时，可认定待校准太阳模拟器和各辅助 光源的共同提供的光强分布与标准光谱基本一致。 [0062] 同样地，在步骤S8.2之后，可选地，还可以包括步骤：微调太阳模拟器和各辅助光 源的光功率，测试标准多结电池的短路电流Isc4，使Isc4＝Isc1，则进一步确认待校准太阳 8 8 CN 112748344 B 说明书 6/9页 模拟器和各辅助光源的共同提供的光强分布与标准光谱一致。然后，可以在待校准太阳模 拟器和各辅助光源组成的光源系统下对对多结电池产品进行测试分档。 [0063] 本实施例同样可以获得图2所述实施例的优点。此外，根据该实施例，通过在步骤 S8.1中首先选择短路电流降幅最小的单结标准子电池并调节其短路电流与步骤S2中的标 准短路电流一致，然后再通过辅助光源调节其它单结标准子电池的电流与标准短路电流一 致，能够更方便、快速地将全部单结标准子电池的短路电流调节为与标准短路电流一致。 [0064] 具体原因类似于图3的实施例：增加降幅最小的子电池的电流时，其他结电池电流 必然低于标准电流，这时再用其他辅助光源提高其他子电池的电流时比较容易。而如果首 先增加的是降幅居中的电池至步骤S2中的标准电流，此时必然有单结电池的电流高于步骤 S2中的标准电流，此时不能通过辅助光源来来降低该子电池的电流，而需要利用太阳模拟 器外加滤镜来降低该子电池的电流，实际操作可能需要多种不同透光率滤光镜或可变透光 率滤光镜。因此，该实施例与前述实施例相比，提供了一种更具操作性的单结标准子电池的 电流调节方法，能够更快地实现光强的校准。 [0065] 图2‑4的各实施例还提供了一种模拟太阳光的光源系统，所述光源系统包括太阳 模拟器和辅助光源，所述辅助光源用于对待校准太阳模拟器的光强进行补偿，以获得标准 太阳光谱；所述太阳模拟器是根据该实施例所述的方法校准的太阳模拟器，所述辅助光源 是根据该实施例所述的方法提供的辅助光源。 [0066] 基于上述各实施例，本发明的另一方面提供了一种多结太阳能电池测试方法，包 括：利用前述各实施例的校准太阳模拟器的方法提供模拟太阳光的光源系统，所述光源系 统包括太阳模拟器和辅助光源；并在所述太阳模拟器和辅助光源共同照射的模拟太阳光下 对多结太阳能电池进行测试。 [0067] 在具体测试时，针对不一样的种类的多结太阳能电池，可重新校准太阳模拟器和提供 不同的辅助光源。因此，本发明的多结太阳能电池测试方法不必针对特定种类的太阳能电 池配备特定种类的太阳模拟器，具有很大的适应性和灵活性。对于同一种类的电池，以上各 个实施例的校准步骤可以根据需要定期随时进行，确保了待校准太阳模拟器的光强分布与 第三方标准太阳模拟器的一致。 [0068] 在上述各实施例中，优选地，多结太阳能电池包括但不限于Ⅲ‑Ⅴ族半导体太阳能 电池、硅电池等。对于三结电池,优选地，单结标准子电池光谱响应波长范围在300‑700nm， 550‑950nm，850‑1350nm或者300‑700nm，550‑950nm，850‑1750nm。 [0069] 在上述各实施例中，将待校准太阳模拟器的光强降低的方法可以是调低太阳模拟 器的光功率或增加滤光片。 [0070] 在上述各实施例中，将待校准太阳模拟器光强增强的方法可以是调高太阳模拟器 的光功率或增加聚光透镜。 [0071] 在上述各实施例中，光源包括但不限于激光、LED、氙灯和卤素灯等。 [0072] 根据本发明实施例提供的校准太阳模拟器的方法、相应的模拟太阳光的光源系统 和多结电池测试方法，在不对普通太阳模拟器进行大幅改造的前提下，通过标准单结子电 池以及配合辅助光源来校准太阳模拟器，以此来降低了对普通太阳模拟器光谱光强匹配度的 要求，并提高了在普通太阳模拟器下进行多结太阳能电池性能测试的准确度。本发明的太 阳模拟器或包括太阳模拟器的光源系统,经校准后光谱匹配准确，价格低廉，适用于批量化 9 9 CN 112748344 B 说明书 7/9页 生产应用。 [0073] 以下通过具体的例子来说明利用前述实施例的方法校准太阳模拟器和进行电池 性能测试的过程。具体地，以下例子以GaInP/GaAs/InGaAs三结电池为例说明太阳模拟器校 准和电池测试过程。图5示出了三个单结标准子电池的光谱响应波长范围图。图中，单结标 准子电池1为GaInP子电池，单结标准子电池2为GaAs子电池，单结标准子电池3为InGaAs子 电池。图6为测量单结标准子电池或标准多结电池短路电流Isc的示意图。 [0074] 测试例1： [0075] 步骤1：在第三方权威机构，测得AM1.5G光谱下GaInP/GaAs/InGaAs标准三结电池 的短路电流为0.1A。 [0076] 2 步骤2：在第三方权威机构，测得AM1.5G光谱下1×1cm 的GaInP、GaAs和InGaAs单 结标准子电池的短路电流，分别是0.13、0.19和0.16A。 [0077] 步骤3：粗调待校准太阳模拟器的光强，并测得标准多结电池的短路电流，使得短 路电流为0.1A±5％。 [0078] 步骤4：在步骤3的待校准太阳模拟器的光强下，测试三个单结标准子电池的短路 电流，如接近第三方测试数据，误差±2％，则认为待校准太阳能模拟器光强分布在三个不 同光谱响应范围内与标准光谱一致。 [0079] 步骤5：微调步骤4中的太阳模拟器的光强，测试标准多结电池的短路电流，使短路 电流为0.1A±2％时，即确认待校准模拟器光强分布与标准太阳光谱一致。 [0080] 步骤6：在步骤5下得到的太阳模拟光谱，可以对此类多结电池来测试分档。 [0081] 测试例2： [0082] 步骤1‑3与测试例1相同。步骤4中，测量单结标准子电池GaInP、GaAs和InGaAs的短 路电流分别是0.15、0.19和0.16A，对比步骤2中，在第三方权威机构测试的单结标准子电池 短路电流，GaInP短路电流偏高0.02A，此时调低待校准太阳模拟器光功率使光强降低，测得 GaInP短路电流为0.13A，此刻GaAs和InGaAs短路电流会降低至0.17和0.13A。对这两结子电 池对应照射700‑800nm和900‑1300nm的宽波段光源，调节对应光源的光强，使得GaAs和 InGaAs短路电流提高至0.19和0.16A。 [0083] 步骤5，微调模拟器和光源光强，测得标准三结电池的短路电流为0.1A±2％，此时 该模拟器和光源叠加作用下的光强分布与第三方标准光谱一致，在此太阳模拟光谱和外加 光源构成的光源系统下，可以对此类多结电池来测试分档。 [0084] 测试例3： [0085] 步骤1‑3与测试例1相同。步骤4中，测量单结标准子电池GaInP、GaAs和InGaAs的短 路电流分别是0.11、0.18和0.13A，对比步骤2中，在第三方权威机构测试的单结标准子电池 短路电流，GaAs短路电流偏离的绝对值最小，此时调高待校准太阳模拟器光功率使光强增 大，测得GaAs短路电流为0.19A，此时GaInP和InGaAs短路电流会提高至0.12和0.14A。对这 两结子电池对应照射400‑600nm和900‑1300nm的宽波段光源，调节对应光源的光强，使得 GaInP和InGaAs短路电流提高至0.13和0.16A。 [0086] 步骤5，微调模拟器和外加光源光强，使得标准三结电池的短路电流为0.1A±2％， 此时该模拟器和光源叠加作用下的光强分布与第三方标准光谱一致，在此太阳模拟光谱和 外加光源构成的光源系统下，可以对此类多结电池来测试分档。 10 10 CN 112748344 B 说明书 8/9页 [0087] 测试例4： [0088] 步骤1‑3与测试例1相同。步骤4中，测量单结标准子电池GaInP、GaAs和InGaAs的短 路电流分别是0.11、0.18和0.13A，对比步骤2中，在第三方权威机构测试的单结标准子电池 短路电流，GaAs短路电流偏离的绝对值最小，此时在太阳模拟器出光口增加菲涅尔透镜，测 得GaAs短路电流为0.19A，此时GaInP和InGaAs短路电流会提高至0.12和0.14A。对这两节标 准子电池对应照射400‑600nm和900‑1300nm的宽波段光源，调节对应光源的光强，使得 GaInP和InGaAs短路电流提高至0.13和0.16A。 [0089] 步骤5，微调模拟器和外加光源光强，使得标准三结电池的短路电流为0.1A±2％， 此时该模拟器光强分布与第三方标准光谱一致，在此太阳模拟光谱和外加光源下，可以对 此类多结电池来测试分档。 [0090] 测试例5： [0091] 步骤1：在第三方权威机构，测得AM1.5G光谱下GaInP/GaAs/InGaAs标准三结电池 的短路电流为0.1A。 [0092] 2 步骤2：在第三方权威机构，测得AM1.5G光谱下1×1cm 的GaInP、GaAs和InGaAs单 结标准子电池的短路电流，分别是0.13、0.15和0.18A。 [0093] 步骤3：粗调待校准太阳模拟器的光强，并测得标准多结电池的短路电流，使得短 路电流为0.1A。 [0094] 步骤4：测量单结标准子电池GaInP、GaAs和InGaAs的短路电流分别是0.11、0.16和 0.17A，对比步骤2中，在第三方权威机构测试的单结标准子电池短路电流，GaAs短路电流偏 高0.1A，此时调低待校准太阳模拟器光功率使光强降低，测得GaAs短路电流为0.15A，此刻 GaInP和InGaAs短路电流会降低至0.10和0.16A。对这两结子电池对应照射300～650nm和 900～1300nm的宽波段光源，调节对应光源的光强，使得GaInP和InGaAs短路电流提高至 0.13和0.18A。 [0095] 步骤5，微调模拟器光强，测得标准三结电池的短路电流为0.1A±2％，该模拟器和 光源叠加作用下的光强分布与第三方标准光谱一致，在此太阳模拟光谱和外加光源构成的 光源系统下，可以对此类多结电池来测试分档。 [0096] 测试例6： [0097] 步骤1‑3与测试例2相同。步骤4中，测量单结标准子电池GaInP、GaAs和InGaAs的短 路电流分别是0.15、0.19和0.16A，对比步骤2中，在第三方权威机构测试的单结标准子电池 短路电流，GaInP短路电流偏高0.02A，此时可以利用滤镜降低300‑650nm波长范围的光强， 保持其他波长的光强不变，测得GaInP、GaAs和InGaAs的短路电流分别是0.13A、0.19和 0.16A。 [0098] 步骤5，微调模拟器光强，测得标准三结电池的短路电流为0.1A±2％，此时该模拟 器光强分布与第三方标准光谱一致，在此太阳模拟光谱下，可以对此类多结电池来测试 分档。 [0099] 在实际生产中，单结标准子电池Isc的相对分布状态分类多，以上仅是对其中一些 分布状态的给出的测试例子。应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构 的前提下，还能做出若干变形和改进，这些都不可能影响本发明实施的效果和专利的实用 性。 11 11 CN 112748344 B 说明书 9/9页 [0100] 上述实施例仅示例性的说明了本发明的原理及构造，而非用于限制本发明，本领 域的技术人员应明白，在不偏离本发明的总体构思的情况下，对本发明所作的任何改变和 改进都在本发明的范围内。本发明的保护范围，应如本申请的权利要求书所界定的范围为 准。 12 12 CN 112748344 B 说明书附图 1/5页 图1 13 13 CN 112748344 B 说明书附图 2/5页 图2 14 14 CN 112748344 B 说明书附图 3/5页 图3 15 15 CN 112748344 B 说明书附图 4/5页 图4 16 16 CN 112748344 B 说明书附图 5/5页 图5 图6 17 17

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