ГОСТ 28976-91

ГОСТ 28976-91 (МЭК 891-87)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ИЗ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ

МЕТОДИКА КОРРЕКЦИИ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ И ОБЛУЧЕННОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ ВОЛЬТ-АМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Издание официальное

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва

УДК 535.215.0025.001.4:006.354    Группа    Е52

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ИЗ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО

КРЕМНИЯ

Методика коррекции no температуре и облученности результатов измерения вольт- амперной характеристики

Photovoltaic devices of crystalline silicon. Procedures for temperature and irradiancc corrections to measured current voltage characteristics

МКС 27.160 ОКСТУ 3480

Дата введения 1)1.01.92

В настоящем стандарте представлены методики, по которым должна проводиться коррекция по температуре и облученности результатов измерения вольт-амперной характеристики фотоэлектрических приборов, изготовленных из кристаллического кремния.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

В настоящем стандарте приведены методики коррекции по температуре и облученности результатов измерения вольт-амперных характеристик фотоэлектрических приборов из кристаллического кремния.

Стандарт включает в себя методики для определения температурных коэффициентов, внутреннего последовательного сопротивления и коэффициента корреляции кривой. Эти методики применимы в диапазоне облученности ± 30 % уровня, при котором выполнены измерения.

Примечания:

1.    Настоящие методики применимы только для приборов с линейной характеристикой преобразования.

2.    Фотоэлектрическими приборами называют как одиночные солнечные элементы, так и сборочные узлы и плоские модули.

Для оценки приборов каждого типа используют разные параметры. Температурные коэффициенты модуля или сборочного узла вычисляют по результатам их измерения дли одиночного солнечного элемента. Внутреннее последовательное сопротивление и коэффициент корреляции кривой должны измеряться отдельно для модуля и сборочного узла.

3.    Термин испытуемый oGpaicu используют для обозначения любого из этих приборов.

2. МЕТОДИКА КОРРЕКЦИИ

Измеренная польт-амперная характеристика должна быть приведена к виду, который она будет иметь при стандартных условиях испытаний или при других выбранных значениях температуры и облученности. Для этой цели должны использоваться следующие формулы:

А-А + /й г¹-!U*(r₂-7i);

'ик

к= у,- /ад - /,) - аэд - т_х) + р (г, - т_х),

где /,. V_t — координаты точек измеренной характеристики;

/₂, V, — координаты соответствующих точек скорректированной характеристики; 1_$с — измеренное значение тока короткого замыкания испытуемого образца; /_WJt — измеренное значение тока короткого замыкания эталонного прибора:

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1991 © ИГ1К Издательство стандартов. 2004

С. 2 ГОСТ 28976-91

/\я — ^ток короткого замыкания эталонного прибора при стандартном (или другом заданном) значении облученности;

Т, — измеренное значение температуры испытуемого образца;

Г ₂ — стандартное (или другое заданное) значение температуры;

(х, р — температурные коэффициенты тока и напряжения испытуемого образна при стандартной или другой заданной облученности в представляющем интерес температурном диапазоне;

Лу — внутреннее последовательное сопротивление;

К — коэффициент корреляции кривой.

П р и м с м а н и я:

1.    В приведенных уравнениях должна использоваться единая система единиц для всех величин.

2.    Обозначения физических величин взяты в соответствии с обшими рекомендациями (Публикация МЭК 27 «Обозначения буквенные, применяемые в электротехнике»).

3.    Символ Урекомендуется как резервный (Публикация МЭК 27).

В настоящем стандарте буква У рекомендована как основной символ для обозначения напряжения, поскольку его используют в литературе по ({ютоэлектричеству и электронике во многих странах мира.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

Температурные коэффициенты тока а и напряжения зависят от облученности и в меньшей степени от температу ры.

Коэффициенты предпочтительнее измерять на имитаторах солнечного ихчучення. используя не менее двух солнечных элементов того же типа, плошали и размеров, из которых изготовлен модуль.

Примечания:

1.    Любое несоответствие между измеренными солнечными элементами и теми, из которых изготовлен модуль, может неблагоприятно влиять на точность коррекции вольт-амперной характеристики модуля.

2.    Предпочтительнее использовать импульсный имитатор, т. к. он создает меньший добавочный нагрев солнечного элемента во время измерений.

Методика измерений

3.1.    Установить на испытуемом солнечном элементе датчик температуры таким образом, чтобы обеспечить измерение температу ры с погрешностью не более ± 0.5 "С.

3.2.    Испытуемый солнечный элемент установить на термосталфуемый столик, обеспечив хороший тепловой контакт с поверхностью. Присоединить выводы датчика к управляющему блоку для передачи контрольного сигнала.

3.3.    Испытуемый и эталонный солнечные элементы установить возможно ближе таким образом. чтобы их активные поверхности находились в рабочей плоскости имитатора.

Отклонение нормали испытуемого и эталонного солнечных элементов от оси пучка излучения не должно превышать ± 5 'С.

3.4.    Отрегулировать облученность в рабочей плоскости имитатора таким образом, чтобы ток короткого замыкания эталонного солнечного элемента при температуре (25 ± 5) *С соответствовал его градуироиочному значению.

3.5.    Измерить ток короткого замыкания he и напряжение холостого хода V_oc испытуемого солнечного элемента в установившемся теплоиом режиме при температуре, близкой к минимальной заданного температурного диапазона.

Примечание. Если измерения проводят при температуре ниже температуры воздуха, го необходимо учесть возможность конденсации влаги на активных поверхностях испытуемою и эталонного элементов. Предупредить конденсацию влаги можно использованием потока сухого азота или помещением солнечных элементов в вакуумную камеру.

3.6.    Повысить тем пературу испытуемого солнечного элемента приблизительно на 10 "С и вновь измерить l_sc и У_ос.

Повторять эту процедуру, каждый раз увеличивая температуру приблизительно на 10 "С до максимального заданного значения температурного диапазона.

3.7.    Повторить операции по пп. 3.1—3.6 со всеми испытуемыми солнечными элементами.

3.8.    Нанести на график значения I_sc и У_ос в функции температуры и построить соответствующие зависимости по методу наименьших квадратов.

ГОСТ 28976-91 С. 3

3.9.    По наклону кривых, выражающих зависимости тока и напряжения от температуры, в точках, лежащих посередине температурного диапазона, вычислить значения температурных коэффициентов и (J,. для каждого испытуемого элемента.

3.10.    Для модуля или сборочных узлов температурные коэффициенты а и р вычисляют по формулам:

а= л, • Ос;    (3)

0*Vfc.    <4)

где — число параллельно соединенных солнечных элементов; и, — число последовательно соединенных солнечных элементов.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНУТРЕННЕГО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Внутреннее последовательное сопротивление может быть    Определение Я,

определено на имитаторе солнечного излучения по следующей методике (см. чертеж).

4.1.    Измерить вольт-амперную характеристику испытуемого образца при двух значениях облученности (знать точное значение облученности обязательно). Измерения следует проводить при комнатной температуре, причем температура образца в двух измерениях может отличаться не более чем на 2 “С.

4.2.    Выбрать точку Р на верхней кривой при напряжении несколько выше, чем V_{p тм}. Измерить разность А/ между током в этой точке и током короткого замыкания l_sc.

4.3.    Определить точку Q на нижней кривой, при которой ток равен /j-Cj — л/.

4.4.    Измерить разность напряжений ДИточек Р и Q.

4.5.    Вычислить R,. из R_s =

'    I /д. -    _|

где l_Sc, “ hc_t — токи короткого замыкания.

4.6.    Измерить вольт-амперную характеристику испытуемого образца при третьем значении облученности (температура должна быть той же, что и в первых двух случаях). Повторить операции по пп. 4.3—4.5, используя третью кривую поочередно с первой и второй для определения R_s и R_s . Вычислить последовательное сопротивление образца R_s, как среднее из трех: R_s. R_s, R_x.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА КОРРЕЛЯЦИИ КРИВОЙ

Коэффициент может быть определен на имитаторе солнечного излучения по следующей методике.

5.1.    Измерить вольт-амперную характеристику испытуемого образца при облученности в пределах ± 30 % выбранного уровня и при трех разных температурах (Т_}, Т₄, 1\) в интересующем диапазоне по крайней мере 30 *С.

Примечание. Когда измеряют характеристики модуля, необходимо ири установке герметизированного модуля в температурно-контролируемой камере с пропускающим окном обеспечить однородность температуры солнечного элемента в пределах ± 2 ‘С предполагаемого уровня.

5.2.    Используя принятое значение коэффициента (например 1.25 х 10-* Ом/*С, которое типично для кристаллического кремниевого солнечного элемента), пересчитать характеристику, измеренную при температуре Г,, к температуре /\. применяя следующие формулы:

/, = /, +а (7,- Г,);    (6)

У_Л=У₃- К1<(Т< - 7"з) + р (7*₄ - Т₃),    (7)

где /-, V. — координаты точек характеристики при температуре 7'_};

/₄, У₄ — координаты соответствующих точек характеристики при температуре Т_л.

С. 4 ГОСТ 28976-91

5.3.    Если характеристика, рассчитанная для температуры Г₄, не совпадает с желаемой точностью с характеристикой, измеренной при температуре Т_л, то необходимо повторить расчеты по п. 5.2 с использованием другого значения коэффициента К до тех пор, пока рассчитанная характеристика не совпадет с измеренной.

5.4.    Когда значение К определено, пересчитывают характеристики Т. и 1\ соответственно к температуре Г₅. Если пересчитанные и измеренные характеристики не совпадают, то следует повторить пересчет, используя слегка измененное значение коэффициента К до тех пор, пока они не будут совпадать.

5.5.    Используют среднее значение коэффициента К из этих определений.

ГОСТ 28976-91 С. 5

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.    ПОДГОТОВЛЕН И ВНЕСЕН Межотраслевым государственным объединением «КВАН Г-)МII*

2.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР но управлению качеством продукции и стандартам от 19.04.91 № 530

3.    Стандарт подготовлен методом прямого применения международного стандарта МЭК 891—87 «Фотоэлектрические приборы из кристаллического кремния. Методика коррекции по температуре и облученности результатов измерения вольт-амперной характеристики* и полностью ему соответствует

4. введен ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

МЭК 27 (ссрня стандартов)    Требования    указаны    в    разд.    2    на

стоящего стандарта

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2004 г.

Редактор В.П. Огурцов Технический редактор ОН. Власова Корректор Т.Н. Kohohcnko Компьютерная нерстка Л.Н Золотаревой

Им. лиц. М 02354 от 14.07.2000. Сдано в набор 24.09.2004. Подписано в печать 12.10.2004. Усд.иечл. 0.93. Уч.-иад..*. 0.50.

Тираж 54 жз. С 4170. Зак. 256.

ИПК И *датедьспк> стандартов. 107076. Москва. Колодсхныи пер.. 14. hltp: //www.standardvru    e    mail: iiiro4XAtandards.ru

Набрано и отпечатана в 11 ПК Издательство стандартов