GB/T 6495.12-2026 光伏器件 第12部分：钙钛矿光伏电池及组件的电流-电压（I-V）特性测量方法

中华 人民 共和 国国 家标 准

GB/T 6495. 12—2026

光伏器件第 12部分 :钙钛矿光伏电池及组件的电流-电压(I-V)特性测量方法

Photovoltaicdevices—Part12: Measurementmethod forcurrent-voltage(I-V)

2026-08-28发布 2027-03-01实施

国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会

发布

前言

本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

本文件是 GB/T 6495《光伏器件》的第 12部分。GB/T 6495已经发布了以下部分 :

— 第 1部分 :光伏电流-电压特性的测量 ;

— 第 1-1部分 :多结光伏器件电流-电压特性的测量 ;

— 第 2部分 :标准光伏器件的要求 ;

— 第 3部分 :基于标准光谱辐照度数据的地面光伏器件测量原理 ;

— 第 5部分 :用开路电压法确定光伏器件的等效电池温度(ECT) ;

— 第 7部分 :光伏器件测量的光谱失配修正计算方法 ;

— 第 8部分 :光伏器件光谱响应的测量 ;

— 第 8-1部分 :多结光伏器件光谱响应的测量 ;

— 第 9部分 :太阳模拟器特性分级 ;

— 第 10部分 :线性相关性和线性特性测量方法 ;

— 第 11部分 : 晶体硅太阳电池初始光致衰减测试方法 ;

— 第 12部分 :钙钛矿光伏电池及组件的电流-电压(I-V)特性测量方法。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。

本文件由全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会(SAC/TC 90)归口。

本文件起草单位 : 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、华能国际电力股份有限公司河南清洁能源分公司、中国计量科学研究院、无锡市检验检测认证研究院、隆基绿能科技股份有限公司、宁波欧达光电有限公司、中国电子技术标准化研究院、华能新能源股份有限公司、华能青海发电有限公司、纤纳光电科技(浙江)股份有限 公司、陕西 众森 电能 科技 有限 公司、华能 新能 源股 份有 限公 司陕 西分 公司、中节能太阳能科技(镇江)有限公司、中国信息通信研究院、华能新能源股份有限公司河北分公司、南德认证检测(中国)有限公司上海分公司、华中科技大学、宁德时代新能源科技股份有限公司、无锡众能光储科技有限公司、中国石油集团工程材料研究院有限公司、北京理工大学、上海市质量监督检验技术研究院有限公司、江南大学、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、东方日 升新能源股份有限公司、北京曜能科技有限公司、昆山协鑫光电材料有限公司、中国质量认证中心有限公司、江苏慧仁新能源科技有限公司、厦门大学、合肥京东方光能科技有限公司、宁夏国信检研科技有限公司、正泰新能科技股份有限公司、中国国检测试控股集团股份有限公司、上海厚耀试验设备有限公司、南开大学、滁州捷泰新能源科技有限公司、宣城先进光伏技术有限公司、晶澳(扬州)太阳能科技有限公司、通威太阳能(成都)有限公司、浙江爱旭太阳能科技有限公司、浙江大学宁波理工学院、现象创新(深圳)科技有限公司。

本文件主要起草人 :赵东明、肖平、赵志国、周养盈、王朝伟、赵树春、孟海凤、朱冰洁、何博、谢小两、裴会川、赵建勇、刘祥、颜步一、张鹤仙、王晨宇、黄国平、吴亚盼、蒋龙、赵玉康、刘毅、严昀哲、陈炜、薄祥喜、史彦涛、朱城、马潇、刘桂林、刘正新、刘亚锋、段野、田清勇、李俊超、朱华、李静、蒋磊、王炳楠、郑晓文、胡晓阳、倪伟、李跃龙、王森、王水 威、王晨、王向 伟、朱峰、刘宗 豪、孙于 超、蔡川、庞健、赵楠、郑康 乐、马俊祥、李熙、李孟蕾、张赟、王立闯、秦校 军、付少 剑、刘彬、毕恩 兵、尹海 鹏、张一 峰、邱开 富、钟宇 飞、张家俊、李子佳。

引言

GB/T 6495提出了光伏器件性能测量方法 , 以及围绕性能测量的标准物质、量值传递、结果修正、

设备分级等方 面的 要求 , 对光 伏电 池、光伏 组件 等光 伏器 件的 性能 测量 具有 积极 的指 导意 义。 /T 6495拟由以下部分组成。

— 第 1部分 :光伏电流-电压特性的测量。 目的在于规定光伏器件 I-V 曲线测量的基本要求。

— 第 1-1部分 :多结光伏器件电流-电压特性的测量。 目的在于规定多结光伏器件的 I-V 特性测量方法。

— 第 1-2部分 :双面光伏器件电流-电压特性的测量。 目的在于规定双面光伏器件的 I-V 特性测量方法。

— 第 1-3部分 : 曲面光伏器件电流-电压特性的测量。 目的在于规定曲面光伏器件的 I-V 特性测量方法。

— 第 2部分 :标准光伏器件的要求。 目的在于规定标准光伏器件的要求。

— 第 3部分 :基于标准光谱辐照度数据的地面光伏器件测量原理。 目的在于提供标准光谱辐照度数据。

— 第 4部分 :标准光伏器件校准溯源性建立程序。 目的 在于 确立 光伏 器件 校准 溯源 性的 建立程序。

— 第 5部分 :用开路电压法确定光伏器件的等效电池温度(ECT)。 目的在于规定光伏器件等效电池温度的开路电压测试方法。

— 第 7部分 :光伏器件测量的光谱失配修正计算方法。 目的在于规定光谱失配的修正计算方法。

— 第 8部分 :光伏器件光谱响应的测量。 目的在于规定光伏器件光谱响应的测量方法。

— 第 8-1部分 :多结光伏 器件 光谱 响应 的测 量。 目的 在于 规定 多结 光伏 器件 的光 谱响 应测 量方法。

— 第 9部分 :太阳模拟器特性分级。 目的在于规定用于光伏器件测量的太阳模拟器的分级要求。

— 第 10部分 :线性相 关性 和线 性特 性测 量方 法。 目的 在于 规定 光伏 器件 线性 特性 及其 测试方法。

— 第 11部分 : 晶体硅太阳电池初始光致衰减测试方法。 目的在于规定晶体硅太阳电池初始光致衰减测试方法。

— 第 12部分 :钙钛矿光伏电池及组件的电流-电压(I-V)特性测量方法。 目的在于规定钙钛矿光伏器件的 I-V 特性测量方法。

— 第 13部分 :光伏组件电致发光。 目的在于规定光伏组件电致发光测试方法。

注 : 各部分与 IEC 60904系列国际标准的对应关系如下 :

— 第 1部分对应 IEC 60904-1;

— 第 1-1部分对应 IEC 60904-1-1;

— 第 1-2部分对应 IEC TS60904-1-2;

— 第 1-3部分对应 IEC TS60904-1-3;

— 第 2部分对应 IEC 60904-2;

— 第 3部分对应 IEC 60904-3;

— 第 4部分对应 IEC 60904-4;

— 第 5 部分对应 IEC 60904-5;

— 第 7部分对应 IEC 60904-7;

— 第 8部分对应 IEC 60904-8;

— 第 8-1部分对应 IEC 60904-8-1;

— 第 9部分对应 IEC 60904-9;

— 第 10部分对应 IEC 60904-10;

— 第 13部分对应 IEC TS60904-13。

本文件的目的是规定钙钛矿光伏电池及组件 I-V 特性测量的基本要求和方法 ,并针对不同测量方法规定对应的测量程序。

注 : 本文件中提供的方法 ,对于光伏阵列的 I-V 曲线测量具有指导意义 ,具体请参考 IEC 61829。

其他实际的设备要求等(例如对于太阳模拟器的分级)取决于最终用途。其他引用了本文件的标准也给出了具体规定。如果这些要求与本文件有冲突 , 以具体要求为准。

光伏器件第 12部分 :钙钛矿光伏电池及

组件的电流-电压(I-V)特性测量方法

1 范围

本文件描述了钙钛矿光伏电池(简称 “光伏电池”)、钙钛矿光伏组件(简称 “光伏组 件”) 电流-电压(I-V)特性测量方法。

本文件适用于以钙钛矿 晶体 结构 类材 料为 光吸 收层 的地 面用 单结 光伏 电池 与组 件的 电流-电压(I-V) 特性测量。本文件不涉及含有钙钛矿光吸收层的多结光伏电池及组件的 I-V 特性测量 ,但此类光伏电池及组件参照使用。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中 , 注日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 2297 太阳光伏能源系统术语

3 术语和定义

GB/T 2297界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

总面积 totalarea

光伏电池或组件外部边缘所确定的面积。

注 : 非平面型光伏电池或组件的总面积是垂直投影到太阳模拟器工作平面上的面积。 3.2

光阑面积 aperturearea

掩膜版通光孔的孔径面积。

注 : 光阑面积小于光伏电池或组件的总面积。

总面积光电转换效率 conversion efficiency oftotalarea

ηt

光伏电池或组件的最大功率(Pmax)与总面积接收的入射光功率(Pin,t)之比值。

光阑面积光电转换效率 conversion efficiency ofaperturearea

ηap

光伏电池或组件的最大功率(Pmax)与光阑面积接收的入射光功率(Pin,ap)之比值。

4 设备要求

4. 1 稳定化处理设备(可选)

光伏电池的稳定化处理设备应满足 GB/T 9535. 2—2025 中 4. 19. 3. 1 的设备要求。

光伏组件的稳定化处理设备可参照光伏电池的稳定化处理设备要求。 对于需缩短稳定化处理时 间的 测试 场景 , 稳定 化处 理设 备应 满足 如下 要求 : 光源 光谱 应覆 盖可 见光 波段 ; 光源 辐照 度宜在 1 000 W/m2 ~ 10 000 W/m2 内可调节 ;光源辐照不均匀度应优于 ±10%。

4.2 光伏电池的电流-电压(I-V)特性测量设备

设备包括 :

a) 太阳模拟器 :符合 GB/T 6495. 9—2025 中规定的 AAA级或更高等级的要求 ,宜采用稳态太阳模拟器 ;

b) 标准光伏电池 :符合 GB/T 6495. 2—2025的要求 ;

c) 测试架 :使待测光伏电池处于标准光伏电池校准光源时所处同一辐照面 ;

d) 光伏电池电性能测量设备 :符合 GB/T 6495. 1—2025第 5 章的要求 ;

e) 温度监测设备 :温度测量误差应优于 ±1 ℃ ,重复性应优于 ±0. 5 ℃ ;

f) 辐照度监测器 :符合 GB/T 6495. 1—2025第 5 章的要求。

4.3 光伏组件的电流-电压(I-V)特性测量设备

a) 太阳模拟器 :设备要求同 4. 2a) ;

b) 标准光伏电池或组件 :符合 GB/T 6495. 2—2025的标准光伏电池或组件的要求 ;

c) 测试架 :使待测光伏组件处于标准光伏电池或组件校准光源时所处同一辐照面 ;

d) 光伏组件电性能测量设备 :设备要求同 4. 2d) ;

e) 温度监测设备 :设备要求同 4. 2e) ;

f) 辐照度监测器 :设备要求同 4. 2f)。

4.4 光伏电池与组件的面积测量设备

a) 总面积测量设备 :采用常规量具或基于光学原理的测量仪器(如影像测量仪) ,面积测量的相对标准不确定度应优于 0. 1% ;

b) 光阑面积测量设备 :宜采用基于光学原理的测量仪器(如影像测量仪) ,面积测量的相对标准不确定度应优于 0. 1%。

5 光伏电池的测量

5. 1 光伏电池的稳定化处理(可选)

光伏电池在测量前可选择进行稳定化处理。

光伏电池执行电流-电压(I-V)特性测量前的稳定化处理 ,宜采用光照稳定化处理 ,稳定化处理过程中光伏电池温度不应超过 45 ℃。

稳定化处理过程中 ,应采用最大功率点追踪法或快速电流-电压(I-V)测量法等方法对光伏电池最大功率进行监测 ,根据公式(1)判断待测光伏电池是否达到稳定 :

Pm , max - Pm , min

< 0. 02 … … … … … … … … … … ( 1 )

Pm ,ave

式中 :

Pm , max— 连续进行三次功率测量时得到的光伏电池最大功率的最大值 ;

Pm , min — 连续进行三次功率测量时得到的光伏电池最大功率的最小值 ;

Pm ,ave — 连续进行三次功率测量时得到的光伏电池最大功率的平均值。

每次功率测量的时间间隔不宜小于 1 min。光伏电池达到稳定后 ,停止稳定化处理 ,记录稳定化处理的时间及总辐照量。

5.2 光伏电池测量准备

测量前应做以下检查和准备。

a) 环境相对湿度不高于 70%。

b) 对待测光伏电池进行外观检查 ,使其温度与实验室环境温度达到平衡 ,并排除其他可能导致测试结果产生重大偏差的因素。

c) 按照JJF2129—2024中 7.2.2. 1要求 ,计算得到光谱失配因子 SMM和光谱失配误差(|SMM-1|)。

d) 如光谱失配误差小于或等于 1% ,可直接根据标准光伏电池的标定值校准太阳模拟器 ,也可选择根据实际的光谱失配因子进行光谱失配修正 ;如光谱失配误差大于 1% ,则应进行光谱失配修正 , 即根据标准光伏电池的标定值和上述步骤 c)计算所得光谱失配因子校准太阳模拟器的光谱及辐照度。

e) 检查电流-电压(I-V)特性测量设备的工作状态及四线制接线状态。

f) 检查光伏电池温度控制和监测设备状态。

5.3 光伏电池电流-电压(I-V)特性测量

5.3. 1 概述

光伏电池需采用快 速电 流-电压 (I-V)测量 法获 得电 流-电压 (I-V) 曲线 并从 中提 取电 学性 能参数 ,但由于电容效应或更复杂的器件响应 , 当偏置电压以过快的速度进行跃阶时 ,容易导致测量电流时器件响应未能达到稳定。

对于光伏电池 ,达到完全稳态所需的时间很长 ,为了在相对较短的测试时间内获得更接近其真实工作状态的数据结果 ,对光伏电池施加恒定的偏置电压或以稳定步进的方式改变偏置电压 , 同时对于每一个偏置电压点 ,在光伏电池达到准稳态条件时记录数据。

注 : 下文中所述 “稳态 ”均指光伏电池或组件达到准稳态测试条件。

针对光伏电池特性 ,本文件提出四种可反映光伏电池在稳态条件下的性能的测试方法。

方法一 :稳态电流扫描法是一种单点稳态测量法 ,通过固定加载最大功率点电压对应的偏压 ,在一定时间内测量光伏电池的稳态电流 ,用于证实光伏电池的稳态运行能力。

方法二 :最大功率点追踪法是一种扰动观测法 ,通过在最大功率点电压附近扰动观测来获得光伏电池最大功率输出特性 ,用于寻找最大功率点并判断光伏电池最大功率的运行稳定性。

方法三 :十点准稳态拟合法(仲裁法)是一种多点稳态测量法 ,通过在电流-电压(I-V)曲线上选择一系列偏置电压点 ,在各固定电压下光伏电池电流达到稳定后记录数据 ,通过插值法获得光伏电池电流 -电压(I-V)曲线 ,用于精确测量光伏电池的稳态电流-电压(I-V)曲线及电学性能参数。

方法四 :渐进法也是一种多点稳态测量法 ,通过在最大功率点电压附近选择一系列偏置电压点 ,在各固定电压下光伏电池电流达到稳定后记录数据 ,通过插值法获得光伏电池最大功率特性 ,用于精确测量光伏电池最大功率点附近的稳态电流-电压(I-V)特性。

为确保电流-电压(I-V)特性 测量 结果 可反 映光 伏电 池在 稳态 条件 下的 性能 , 在快 速电 流-电压(I-V) 测量法测试后 ,根据测试需求选择四种方法之中的一种或多种进行测试 ,并提供测试结果。如光伏电池在 60 min内无法达到稳态 , 中止测试 ,记录已有的测试数据并在测试报告中说明。

5.3.2 快速电流-电压(I-V)测量法

按照 JJF2129—2024,通过改变偏置电压值 , 同时进行电流测量 ,可获得待测光伏电池的 I-V 特性。具体测试步骤如下。

a) 将标准光伏电池置于样品架上 ,使其位于测量辐照面且居于太阳模拟器出射光斑的中心位置(标准光伏电池法线与太阳模拟器光源出射光束的中心线平行) ;使用温度监测设备测量标准光伏电池的温度 ,并通过控温装置控温 ,使得在测量过程中 ,标准光伏电池维持在(25±1)℃ ;根据 标准 光伏 电池 的标 定值 或其 修正 值 , 调整 太阳 模拟 器在 样品 面上 的辐 照度 为1 000 W/m2。

b) 在不改变太阳模拟器设置的条件下 ,调整测试架高度和位置 ,将待测光伏电池加装掩膜版 , 随后替换标准光伏电池 , 中心位置对准 ,样品面高度与标准光伏电池一致 ;使用温度监测设备测量待测光伏电池的温度 ,并通过控温装置控温 ,使得在测量过程中[1] ,待测光伏电池的温度维持在(25±1)℃。

c) 设置扫描方向、电压范围、扫描间隔电压和扫描间隔时间等参数 ;其中扫描间隔电压不宜大于

0. 02V,相邻两点的间隔时间不宜小于 0. 3 s。测量待测光伏电池的正扫及反扫电流-电压曲线 ,分别记 录开 路电 压 Voc , 短路 电流 Isc , 填充 因子 FF, 最大 功率 Pmax , 最大 功率 点电 压Vmpp ,最大功率点电流 Impp等参数。

注 : 由短路电流 Isc扫描至开路电压 Voc为正向扫描(简称正扫) ; 由开路电压 Voc扫描至短路电流 Isc为反向扫描(简称反扫)。

5.3.3 方法一 :稳态电流扫描法

采用稳态电流扫描法测试时 ,步骤如下。

a) 取 5. 3. 2c)测得的正、反扫最大功率点电压 Vmpp 的平均值 ,记为 Vmpp,a ;对待测光伏电池恒定加载 Vmpp,a对应的电压 ,连续采集电流信号 ,采集时间间隔不超过 1 s。

b) 对待测光伏电池电流进行稳态判定 :从 60 s开始 ,对第(t-60) s~ts的电流-时间曲线采用最小二乘法线 性拟 合 , 根据 公式 (2) 定义 该段 拟合 时间 内待 测光 伏电 池电 流的 相对 变化率 RI,t :

RI,t … … … … … … … … … … ( 2 )

SI— 拟合时间内电流-时间曲线采用最小二乘法线性拟合得到的斜率 ;

I — 拟合时间内待测光伏电池电流的平均值。

c) 当连续 30 s 内满足 |RI,t |<0. 2%/min时 ,判定电流达到稳态 ;若电流达到稳态的时间不超过 300 s,应持续采集电流信号至 300 s;记录电流-时间曲线 ,取最后 30 s 的稳态电流平均值作为待测光伏电池的最大功率点稳态电流。

5.3.4 方法二 :最大功率点追踪法

采用最大功率点追踪法测试时 ,步骤如下。

a) 对待测光伏电池加载 5. 3. 2c) 中测得的正、反扫最大功率点电压平均值 Vmpp , 的偏压 a,测量该电压点的电流值 ,计算得到实时功率 , 以此功率作为参考值 ;在 Vmpp,a前后以不大于 ±1%Vmpp,a为步长分别加载不少于 2个电压值 ,测量每个电压值对应的电流并计算实时功率 ,对比不同电压值下的功率 ,得到最大功率和对应的电压值。

b) 以步骤 a) 中得到的最大功率和对应的电压值作为下一个测试取点的参考值 ,重复步骤 a)进行最大功率点追踪测试 ,数据采集间隔时间不超过 1 s。

c) 对待测光伏电池最大功率进行稳态判定 :从 60 s开始 ,对第(t-60) s~ts的功率-时间曲线采用最小二乘法线性拟合 ,根据公式(3)定义该段拟合时间内待测光伏电池最大功率的相对变化率 RP,t :

RP,t … … … … … … … … … … ( 3 )

SP — 拟合时间内功率-时间曲线采用最小二乘法线性拟合得到的斜率 ;

P — 拟合时间内待测光伏电池最大功率的平均值。

d) 当连续 30 s 内满足 |RP,t |<0. 2%/min时 ,判定功率达到稳态 ; 可认为待测光伏电池达到稳态输出状态并结束测试 ;记录最大功率-时间曲线 ,取最后 30 s 的最大功率平均值作为待测光伏电池的最大功率。

5.3.5 方法三 : 十点准稳态拟合法(仲裁法)

采用十点准稳态拟合法测试时 ,步骤如下。

a) 以 5. 3. 2c)测得的 Voc为参考值 ,前后以不大于 ±1%Voc为步长分别加载不少于 2 个电压值 ,测量每个电压值对应的电流 ,对比电流的绝对值 ,记录更接近 0值的电流及电压值。

b) 以步骤 a) 中得到的电压值作为下一个测试取点的参考值 ,重复步骤 a) ,通过持续检测电流信号 (数据采集间隔时间不超过 1 s)直至电压值的相对变化率在 0. 2%/min以内 ,确定并记录最后一次测量的电压值为待测光伏电池的准稳态开路电压值Vs,oc ,进而设定测试范围 , 随后执行以下测试步骤。

c) 选取零电压(短路)点至准稳态开路电压点中的 8处 (共 10处测量点)偏置电压点 ,偏置电压点选取的推荐方法为 :

1) 5. 3. 2c)测得的正、反扫最大功率点电压平均值 Vmpp,a ;

2) 在零电压点与最 大功 率点 电压 平均 值之 间取 3 处电 压点 , 分别 为 0. 50×Vmpp,a、0. 80× Vmpp,a、0. 90×Vmpp,a ;

3) 准稳态开路电压点 与最 大功 率点 电压 平均 值之 间取 4 处电 压点 , 分别 为 0. 15×Vs,oc + 0. 85×Vmpp,a、0. 45×Vs,oc + 0. 55×Vmpp,a、0. 60×Vs,oc + 0. 40×Vmpp,a、0. 80×Vs,oc + 0. 20×Vmpp,a。

d) 在设定的测量辐照度与环境条件下 ,依次对待测光伏电池加载设定的 8处偏置电压点电压 ,并进行电流值的测量 ,数据采集间隔不超过 1 s;参照 5. 3. 3b)对电流值进行稳态判定 ,连续 30 s内满足 RI,t <0. 2%/min时 ,认为该偏置电压点下电流达到稳定状态 ;结束该偏置电压点稳态电流测试 ,取最后 30 s 内待测光伏电池 的电 流平 均值 记为 在该 偏置 电压 点下 的稳 态电流值。

e) 待测光伏电池处于短路条件时 ,采用步骤 d)相同的测试方法及稳态电流判定标准得到准稳态短路电流值 Isc, s。

f) 将上述 10点测得的稳定的电压值与电流值采用适当的拟合方法(例如五阶多项式拟合法)进行拟合 ,确定待测光伏电池的准稳态电流-电压(I-V)特性曲线。

5.3.6 方法四 :渐近法

采用渐进法测试时 ,步骤如下。

a) 基于 5. 3. 2c)测得的正、反扫最大功率点电压平均值 Vmpp,a ,设定测试范围 : 扫描电压偏置窗口不应大于 20%Vmpp,a , 宜设 置为 0. 85Vmpp,a ~ 1. 05Vmpp,a , 在电 压偏 置窗 口范 围内 设置 不少 于10个偏置电压测试点。

b) 参照 5. 3. 5d)分别在每个偏置电压点下测试待测光伏电池的稳态电流值并记录。

c) 待测光伏电池处于短路条件时 ,采用相同的稳态电流判定标准得到准稳态短路电流值 Isc, s。

d) 参照 5. 3. 5a) ~ b)确定 待测 光伏 电池 的准 稳态 开路 电压 值 Voc, s ; 对于 测量 得到 的电 流-电压(I-V) 数据点 ,宜采用适当的拟合方法(例如五阶多项式拟合法)进行拟合 , 获得 Impp, s、Vmpp, s和 Pmax。

5.4 光伏电池面积的测量

光伏电池的面积可以分为总面积和光阑面积两种类型 ,这两种面积类型需在测试报告中分别标明。总面积及光阑面积的测试界定方式应与图 1相符。

图 1 面积界定方式(点状区域为定义面积)

使用光阑面积测量时 ,应使用掩膜版界定光阑面积。 光阑面积应在掩膜版的内边缘处进行测量。掩膜版应符合 GB/T 6495. 1—2025 中 A. 3及 JJF 2129—2024中 6. 2. 4 的要求。

光伏电池总面积宜采用影像测量仪进行测量 ,对于矩形光伏电池 ,也可采用常规量具测量光伏电池外部边缘尺寸 ,再计算光伏电池的总面积。

光伏电池光阑面积应采用影像测量仪进行测量。

6 光伏组件的测量

6. 1 光伏组件的稳定化处理(可选)

光伏组件在测量前可选择进行稳定化处理。

组件执行电流-电压(I-V)特性测量前的稳定化处理 ,宜采用光照稳定化处理。对于需缩短稳定化处理时间的测试场 景 , 宜采 用不 大于 10 000 W/m2 辐照 度进 行光 照稳 定化 处理。 稳定 化处 理过 程中 ,光伏组件温度应不超过 60 ℃。

稳定化处理过程中 ,应采用最大功率点追踪法或快速电流-电压(I-V)测量法等方法对光伏组件最大功率进行监测 ,每次功率测量的时间间隔不宜小于 2 min。根据公式(1)判断待测光伏组件是否达到稳定。

光伏组件达到稳定后 ,停止稳定化处理 ,记录稳定化处理的时间及总辐照量。

6.2 光伏组件电流-电压(I-V)特性的测量

6.2. 1 使用模拟光源的室内测量

当采用室内测量时 ,可采用以下步骤实施。

a) 参照 5. 2完成光伏组件测量准备 ,采用标准光伏电池或标准光伏组件进行光源辐照度校准。

b) 待测光伏组件应与光源保持垂直 ,辐照度监测器、光伏组件应保持位于同一辐照面。

c) 使用规定装置将光源辐照度调整为实际测试设定的辐照度 ,辐照度偏差不超过 ±1. 0%。

d) 组件温度的检测方法 :将温度传感器按照 GB/T 46982—2025 中 5. 2c)规定情况所示在 4个位置上测量其温度 , 当所有位置上温度监测设备所示的温度变化在 ±1℃的范围内 ,且同一位置上连续 3 次测量(测量间隔时间不小于 20 s)得到的温度值变化在 ±1 ℃范围内时 ,视为温度稳定。温度的测量见参考文献[1] ;取测得的温度平均值为组件平均温度 ,测试报告中需标明测量时组件的实际平均温度。

e) 待组件温度保持恒定之后 ,记录下组件平均温度 , 即可进行最大功率测量。

f) 最大功率测量和电流-电压(I-V)曲线的获得 :参照 5. 3. 2 快速电流-电压(I-V)测量法获得光伏组件的电流-电压(I-V)特性曲线及电学性能参数 ,测试过程中 ,扫描间隔电压不宜大于 1 V,测试点数不宜少于 100,相邻两点的间隔时间不宜小于 0. 03 s。为确保 I-V 特性测量结果可反映光伏组件在稳态条件下的性能 , 宜在快速电流-电压(I-V)测量 法测 试后 , 根据 测试 需求 参照

5. 3. 3~ 5. 3. 6 四种方法之中的一种或多种进行测试 ,并提供测试结果。

g) 按照 GB/T 46982—2025 中 4. 2 或 4. 3对最大功率及电流-电压(I-V)特性参数进行修正。

6.2.2 使用自然太阳光的室外测量

使用自然太阳光进行测量时 ,采用以下方法。

a) 需按照厂商规定安装支架及太阳辐射监测设备 ,待测光伏组件的最佳安装角度通常与当地纬度平行 ,应安装在与辐照度监测器共面的位置 ,组件测量过程中宜实时垂直面向光源。

b) 测试时应选择一个合适的时间段 ,通常为晴朗的白天 , 以尽量获得稳定的太阳辐照 ,组件表面辐照度应大于 800W/m2 ; 同时 ,测试期间的气象条件应保持相对稳定 ,各次测量期间的太阳辐照度变化不大于 ±10% ,环境温度变化不大于 ±1 ℃。

c) 将待测光伏组件放置在自然光下 ,将电性能测量设备连接至组件 ,使其保持在正常工作状态10 min, 可视为其进入稳定工作状态。

d) 按照 6. 2. 1d)的方法对待测光伏组件温度进行测试 ,待组件温度满足温度稳定要求之后 ,记录下组件平均温度。

e) 最大功率测量和电流-电压(I-V)曲线的获得 :参照 5. 3. 2快速电流-电压(I-V)测量法获得光伏组件的电流-电压 (I-V) 特性 曲线 及电 学性 能参 数 , 测试 过程 中 , 扫描 间隔 电压 不宜 大于1 V, 测试点数不宜少于 100,相邻两点的间隔时间不宜小于 0. 03 s;参照 5. 3. 4 所述的最大功率点追踪法测量待测光伏组件的最大输出功率。

f) 按照 GB/T 46982—2025 中 4. 2 或 4. 3对最大功率及电流-电压(I-V)特性参数进行修正。

6.3 光伏组件面积的测量

光伏组件总面积宜采用影像测量仪进行测量 ,对于矩形光伏组件 ,也可采用常规量具测量光伏组件外部边缘尺寸 ,再计算光伏组件的总面积。

光伏组件光阑面积宜采用影像测量仪进行测量。

7 数据处理

7. 1 总面积光电转换效率

总面积光电转换效率按照公式(4)计算 :

… … … … … … … … … … ( 4 )

ηt — 光伏电池或组件的总面积光电转换效率 ;

Pmax— 电流-电压(I-V)特性测量中测得的光伏电池或组件的最大功率 ;

St — 待测光伏电池或组件的总面积 ;

E — 待测光伏电池或组件表面接收的入射光辐照度。

7.2 光阑面积光电转换效率

光阑面积光电转换效率按照公式(5)计算 :

… … … … … … … … … … ( 5 )

ηa — 光伏电池或组件的光阑面积光电转换效率 ;

Sap — 待测光伏电池或组件的光阑面积 ;

8 测试报告

测试机构应符合 ISO/IEC 17025要求 ,测试报告包括但不限于下列信息 :

a) 报告的标题 ;

b) 实验室的名称、地址和完成试验测试的地点 ;

c) 报告及每页的唯一识别号 , 以及表明报告结束的清晰标识 ;

d) 客户的名称及地址(适用时) ;

e) 被测器件的唯一识别编号 ;

f) 被测器件类型的描述(包括但不限于光伏电池、光伏电池组串或光伏组件等) ;

g) 被测器件接收日期及测试日期 ;

h) 测试环境(自然阳光或模拟阳光 ;如果是模拟阳光 ,则需描述太阳模拟器及其等级) ;

i) 测试条件(通常为标准测试条件 ,包括但不限于平面的总辐照度、测试平面上的光谱辐照度、被测器件的表面温度等) ;

j) 标准器件的唯一识别号 ;

k) 标准器件的描述(光伏标准电池、光伏组件或总辐射表等) ;

l) 使用的校准或测试方法 ,特别是电压扫描方法、扫描范围、扫描步长、扫描速率及扫描方向 ;

m) 用于四线连接的接触方法及/或接触点 ;

n) 对校准或测试方法的偏离、增加或排除 , 以及与校准或测试相关的其他信息 ,如环境条件(适用时) ;

o) 用于测量电流-电压(I-V)曲线的温度和辐照度修正方法 ;

p) 使用的稳定化处理方法及由此引起的器件性能变化(适用时) ;

q) 通过表格、图表和图片(适用时)表示的测试结果 ,包括但不限于电流-电压(I-V) 曲线、开路电压 Voc ,短路电 流 Isc , 填充 因子 FF, 最大 功率 Pmax , 最大 功率 点电 压 Vmpp , 最大 功率 点电 流Impp等 ;

r) 被测器件的总面积或光阑面积 ;

s) 光谱失配因子、光谱失配修正值、测量中使用的光谱辐照度、被测器件和标准器件的光谱响应度 ,或标准器件采用与被测器件相同的电池技术和封装材料的声明(适用时) ;

t) 测量不确定度评定结果 ;

u) 对报告内容负责的个人签名、职务或等效身份识别 , 以及报告发布日期 ;

v) 相关时 ,结果仅与所测试的器件相关的声明 ;

w) 报告复制(应完整复制)需要得到实验室书面批准的声明。

参考 文献

[1] 段野 , 张鹏翔 , 朱城 , 等 . 钙钛矿光伏电池和组件温度场分布测试分析[J] . 信息技术与标准化 , 2021, 12: 37-40.

[2] 张鹏翔 , 王书 博 , 段野 , 等 . 钙钛 矿光 伏电 池十 点准 稳态 测试 法[J] . 信息 技术 与标 准化 , 2021, 12: 41-44.