太陽能電池輸出功率測試系統

通常需要測量太陽能電池的幾項關鍵參數。這些參數是：

　　● VOC――開路電壓。在電流等于0時的電池電壓。

　　● ISC――短路電流。當負載電阻等于0時，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的電壓值和電流值。I-V曲線（圖1）上的Pmax點通常被稱為最大功率點（MPP）。

圖1 這張太陽能電池的I-V曲線顯示了Pmax及其與Imax和Vmax的關系

　　● Vmax――在Pmax點，電池的電壓值。

　　● Imax――在Pmax點，電池的電流值。

　　● η――器件的轉換效率。當太陽能電池連接到某個電路時，這個值等于被轉換的能量（從吸收的太陽光到電能）與被采集的能量的百分比。這個值可以通過將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行測量），再乘以太陽能電池的表面積（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。

　　● 電池串聯電阻。

　　● 電池旁路電阻（或并聯電阻）。

　　常見解決方案

　　現在，太陽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。

　　如果需要在太陽能電池最大輸出功率時進行測試，許多研究實驗室都具備低功耗四象限電源（有時也稱為SMU），并具有以下功能：

　　● 提供精確的正電壓和負電壓（“提供”也可稱為“施加”）。

　　● 提供精確的正向和反向電流（提供反向電流也被稱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。

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