2.2 精確定標太陽能模擬器的光強:1000W/m2 @AM1.5G 光譜
通常,我們都會用一種稱之為“參考電池片,Reference solar cell” 的標準電池片去定標模擬器的光強。需要注意的是,參考電池片也有不同的光譜響應范圍。如果采用的是具有單晶硅太陽能電池光譜特性的參考電池片,它所標定的是光譜范圍300nm至1200nm的光譜總的平均功率。和我們希望精確定標的光譜范圍:300nm 至800nm 有時會有相當大的差別。
解決的方法之一是選擇一種參考電池片具有和鈣鈦礦太陽能電池類似的光譜響應范圍,如圖Fig.6所示, KG3的參考電池片,它的光譜響應范圍在300nm 至 900nm。
如果選用的太陽能模擬器具有如圖Fig.4所示的光譜匹配度(±10%),采用上述的KG3 參考電池定標出的模擬器光強,已經(jīng)能夠滿足日常的測試要求。如果需要更準確的測量鈣鈦礦太陽能電池的轉換效率,那就需要采用額外的二種方法:
方法一:光譜失配因子修正:M系數(shù);
模擬器的實際光譜失配是個動態(tài)參數(shù),它的數(shù)值隨燈的使用時間而發(fā)生變化,通常紅外波長的能量會隨燈的使用時間而增加,而紫外波長的能量相對減少。所以在模擬器新安裝,開始使用的時候,即使有如圖Fig.4所示的理想的光譜,但是經(jīng)過400-500小時的使用,光譜的失配度可以達到±25%,雖然它仍然是A級光譜。
要計算這個失配因子M系數(shù),就必須精確測量出:模擬器實際的、當下的光譜:Es(λ);以及鈣鈦礦太陽能電池的光譜響應:ST(λ)。ERef(λ)是AM1.5G光譜,SR(λ) 是參考電池的光譜響應。
方法二:定標鈣鈦礦太陽能電池的短路電流:Isc/Jsc;
參考光譜響應ST(λ)的定義:ST(λ) = 產(chǎn)生的短路電流 / 照射在它上面的光譜功率,單位: (A W-1 nm-1)
如果能夠精確測量鈣鈦礦太陽能電池的光譜響應,那么,它在AM1.5G 光譜的太陽光照射下的短路電流是可以計算出來的:
Isc (AM1.5G) = ∫光譜響應 SR(λ) X AM1.5G 光譜;
但前提條件是:測量光譜響應SR(λ) 必須滿足以下條件: