如何测量太阳能组件温度系数和串联电阻

【专家解说】：10.4 温度系数的测量 10.4.1 目的 从组件试验中测量其电流温度系数(α)、电压温度系数(β) 和峰值功率温度系数(δ)。如此测定的温度系数，仅在测试中所用的辐照度下有效; 参见IEC 60904-10对组件在不同辐照度下温度系数评价。 10.4.2 装置 需要下列装置来控制和测量试验条件: a) 后续试验继续使用的光源(自然光或符合IEC 904-9的B类或更好太阳模拟器); b) 一个符合IEC 60904-2或IEC 60904-6的标准光伏器件，已知其经过与绝对辐射计校准过的短路电流与辐照度特性。 c) 能在需要的温度范围内改变测试样品温度的设备。 d) 一个合适的支架使测试样品与标准器件在与入射光线垂直的相同平面; e) 一个监测测试样品与标准器件温度的装置，要求温度测试准确度为±1℃，重复性为±0.5℃; f) 测试测试样品与标准器件电流的仪器，准确度为读数±0.2%。 10.4.3 程序 有两种可接受的测量温度系数的程序。 10.4.3.1 自然光下的程序 a) 仅在满足下列条件时才能在自然光下进行测试: - 总辐照度至少达到需要进行测试的上限; - 瞬时振荡(云、薄雾或烟)引起的辐照度变化应小于标准器件测出总辐照度的2%; - 风速小于2m?s-1。 b) 安装标准器件与测试组件共平面，使太阳光线垂直(±5°内)照射二者，并连接到需要的设备上。 注:以下条款描述的测试应尽可能快地在同一天的一、二小时内完成，以减少光谱变化带来的影响。如不能做到则可能需要进行光谱修正。 c) 如果测试组件及标准器件装有温度控制装置，将温度设定在需要的值。 d) 如果没有温度控制装置，要将测试样品和标准器件遮挡阳光和避风，直到其温度均匀，与周围环境温度相差在±1℃以内，或允许测试样品达到一个稳定平衡温度，或冷却测试样品到低于需要测试温度的一个值，然后让组件自然升温。在进行测量前，标准器件温度应稳定在其平衡温度的±1℃以内。 e) 记录样品的电流-电压曲线和温度，同时记录在测试温度下标准器件的短路电流和温度。如需要可在移开遮挡后立即进行测试。 f) 辐照度G0可根据GB/T 6495.4-1996从标准光伏器件的短路电流(Isc)测试值进行计算，并修正到标准测试条件下的值(Irc)。使用标准器件特定的温度系数(αrc)进行标准器件温度Tm的修正。 式中αrc是25℃和1000W/m2下的相关温度系数(1/℃)。 g) 通过控制器或将测试组件交替曝晒和遮挡来调整组件的温度，使其达到和保持所需的温度。也可让测试组件自然加热，如d)条款所描述的数据记录程序在加热过程中周期性的应用。 h) 在每组数据记录期间，确保测试组件和标准器件的温度稳定，其变化在±1℃以内;由标准器件测量的辐照度变化在±1%以内。所有数据记录应在1000 W/m2或转换到该辐照度的值. i) 重复步骤d)到h)，组件温度在至少30℃所关心的温度范围内，至少有四个相等温度间隔。每个试验条件至少进行三次测试。 10.4.3.2 太阳模拟器下的程序 a) 根据GB/T 6495.1确定组件在室温及要求的辐照度下的短路电流。 b) 将测试组件安装在改变温度的设备中，安装标准光伏器件到模拟器光束内，连接到使用仪器上。 c) 将辐照度设定在如a)条款确定测试组件的产生短路电流上。使用标准光伏电池使整个试验期间的辐照度维持在该水平。 d) 加热或冷却组件到感兴趣的一个温度，一旦组件达到需要的温度就进行Isc, Voc和峰值功率的测量。在至少30℃感兴趣温度范围上，以大约5℃的温度步长改变组件的温度，重复测试Isc, Voc和峰值功率的测量。 注:在每个温度可测量完整的电流-电压特性，以确定随温度变化的最大工作点电压和最大工作点电流。 10.4.3.3 计算温度系数 a) 绘制Isc, Voc和Pmax与温度的函数图，建造最小二乘法拟合曲线，使曲线穿过每一组数据。 b) 从最小二乘法拟合的电流、电压和峰值功率的直线斜率计算短路电流温度系数α，开路电压温度系数β和最大功率温度系数δ。 注1:根据IEC 60904-10确定试验组件是否可以认为是线性组件。 注2:使用该程序测量的温度系数仅在测试的辐照度水平上有效。相对温度系数可用百分数表示，等于计算的α，β和δ除以25℃时的电流、电压和最大功率值。 注3:因为组件的填充因子是温度的函数，使用α和β的乘积不足以表示最大功率的温度系数。