使用測試儀器測量太陽能電池的功率輸出

精確地供應正和負電壓(供應也稱施加);

精確地供應正和負電流(供應負電流是將電流吸入電源的過程);

精確測量被測件的電壓和電流(測量也稱感知)。

4 象限電源的用途十分廣泛，但其能夠為被測件提供的最大電流和功率較小。大部分精密型 4 象限電源只能供應 3 A 或 20 W 的連續電力。這種最大電流和功率適合小型獨立電池測試，但隨著電池技術的發展，電池的效率、電流密度和尺寸均出現了較大幅度的增長，電池功率輸出可能很快超過 .

為此，工程師必須使用現有的標準電子負載、直流電源、數字萬用表、數據采集設備構成靈活的測試系統，才能在廣泛的工作范圍內對這些太陽能電池模塊進行測試，同時保證測量精度。例如，您可以使用數據采集系統掃描環境溫度、被測件溫度、校準參考電池的電壓以及其他需要在測試中捕獲的測試參數。

戶外測試

有些工程師會使用交鑰匙的太陽能電池測試設備來進行測試，這種設備采用一種太陽能模擬器，這是一種標準化的光源，可用于控制進入太陽能電池的光能不過，如果太陽能電池或模組非常大，太陽能模擬器將無法產生充足的光

例如，被測的太陽能模組可能是大型戶外太陽能采集系統的一部分在這種情況下，太陽本身將是測試中唯一實際可用的光源既然在戶外實際上不可能運輸一套無太陽能模擬器的完整的交鑰匙測試系統，所以這種測試就需要使用由標準測試儀器改進而成的某些其他測試解決方案來執行戶外測試需要考慮的另一項因素是溫度因為電池的性能會受到溫度的影響，因此需要在測試中監視溫度不僅電池性能依賴于溫度，而且測試設備的性能也依賴于溫度

許多儀器供應商沒有指明他們的測試設備在溫度處于室溫附近極窄范圍(如25℃±5℃)之外時的性能其他供應商則提供了一項溫度系數規格，能夠調整測試設備的精度規范，以針對工作在其指定工作溫度范圍之外進行校正大功率測試的負載

對于大功率應用，您可以使用標準電子負載進行太陽能電池測試。由于習慣了使用成套系統或 4 象限電源，許多工程師在進行太陽能電池測試時不會想到電子負載。鑒于太陽能電池可以產生能量，在使用 4 象限電源對其進行測試時，電源的實際工作模式如下：太陽能電池對電源的端點施加了一個正電壓。同時，電流從太陽能電池流向 4 象限電源的端點，意味著 4 象限電源觀察到的是負電流(相對其端點)。此時也可以說是 4 象限電源在吸收電流。在電學上，對端點施加正電壓，且電流流向自身(即吸收電流)的電源稱為電子負載。因此，對大部分太陽能電池測試來說，如果有光線照在太陽能電池上，且電池正在產生電力，4 象限電源即作為電子負載使用。使用電子負載的優勢在于它可以適應所有的電流和功率：使用 50W 或更高(可達數千 W 和數百 A)的電子負載，我們可以跳出 4 象限電源僅能提供 3A、20 W 電能的限制。

使用電子負載的優勢在于這種負載可用在各種電流和功率水平使用額定50W或高達數千瓦特和數百安培的電子負載，可以輕松克服四象限電源帶來的3A,20W的限制

電子負載可在恒壓模式下工作，也稱為CV模式在CV模式下，負載可以通過調節流經自己的電流，從而調整它兩端的電壓，以保持恒定的電壓值因此，CV模式可用于創建電壓掃描，使用負載來控制太陽能電池輸出端的電壓，然后測量產生的電流

有些負載(如M9700系列)可以快速地執行一系列CV定位點，以便在CV模式下掃描輸出電壓，從而快速地描繪出I-V曲線同時，負載可以將從太陽能電池流出到負載內的電流波形數字化，類似于捕獲示波器曲線

電子負載可在恒壓(或 CV)模式下工作。恒壓模式下，負載將調整流經自身的電流，以調節其端點的電壓，使其保持在一個恒定值。因此，恒壓模式可用于創建電壓掃描：使用負載控制太陽能電池輸出的電壓，然后測量生成的電流(如圖 2 所示)。部分負載(例如 Agilent N3300 系列)可以快速執行 CV 定位點列表以掃描恒壓模式的輸出電壓，從而快速繪制 I-V 曲線。與此同時，負載可以將從太陽能電池流向負載的電流波形轉換成數字波形(與捕獲示波器跡線類似)。通過繪制掃描控制的 CV 電壓和數字轉換的實際電流圖像，您可以創建 I-V 曲線。由于這一切可以作為快速掃描在短時間內完成，整個測試可在大約一秒鐘的時間內實現，即在電池受熱和溫度因密集光源照射出現變化前完成。

圖 2:使用 CV 模式下的電子負載測量 I-V 曲線

圖中文字中英對照：

使用 V 和 I 乘積確定最大功率

許多電子負載具有工作電壓下限，因為大部分電子負載以 FET 為基礎設計。要正確地傳導電流，FET 需要一個流經 FET 的最小電壓，意味著負載的 + 和 – 輸入端點間