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技術(shù)文章
更新時(shí)間：2025-09-11
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光伏板的效率不斷刷新紀(jì)錄，當(dāng)鈣鈦礦、疊層電池等新技術(shù)加速落地，有個(gè)問題始終繞不開：實(shí)驗(yàn)室里測出來的性能，到了戶外真的靠譜嗎？
答案藏在「太陽光模擬器」這個(gè)關(guān)鍵設(shè)備里。作為能在實(shí)驗(yàn)室復(fù)刻陽光的「人造太陽」，它的性能直接決定了光伏器件測試數(shù)據(jù)的可信度。而 2020 年國際電工委員會（IEC）發(fā)布的《IEC 60904-9:2020 光伏器件 第 9 部分：太陽模擬器特性分類》，正是給這個(gè)「人造太陽」給出明確的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)到底管什么？簡單說，就是用一套統(tǒng)一規(guī)則，衡量模擬器發(fā)出的光是否「像真太陽」—— 比如光的光譜是否匹配自然光（光譜匹配度）、光照在電池板上是否均勻（均勻性）、測試時(shí)亮度會不會忽明忽暗（穩(wěn)定性）。這三個(gè)維度，正是判斷模擬器夠不夠「準(zhǔn)」的核心指標(biāo)。
接下來的系列內(nèi)容，我們會逐一拆解光譜響應(yīng)度、均勻性、穩(wěn)定性的測試邏輯和標(biāo)準(zhǔn)要求，讓每一組數(shù)據(jù)都站得住腳！關(guān)注我們，一起搞懂光伏測試的「基礎(chǔ)法則」。
太陽模擬器分級：
為室內(nèi)地面光伏器件測試提供太陽模擬器的性能分類標(biāo)準(zhǔn)（A+、A、B、C級）。
三大評估特性：
光譜匹配度（與AM1.5參考光譜的偏差）
測試平面輻照不均勻度（空間均勻性）
輻照時(shí)間不穩(wěn)定度（時(shí)間穩(wěn)定性）
適用場景：
A+級：校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室（降低二級標(biāo)準(zhǔn)器件校準(zhǔn)不確定度）。
A/B/C級：生產(chǎn)線功率測試、鑒定測試（A+非必需）。
1、光譜匹配度
評估依據(jù)：與IEC 60904-3的AM1.5全球參考光譜對比。
波長范圍：
限制范圍（400–1100 nm）：向后兼容舊版（表1）
舊版（表1）
擴(kuò)展范圍（300–1200 nm）：新版默認(rèn)要求，適應(yīng)新技術(shù)（如紫外/紅外響應(yīng)）
新版（表2）
測量要求
區(qū)域劃分：矩形/圓形測試區(qū)。
測點(diǎn)數(shù)量：至少4點(diǎn)（新版優(yōu)化，舊版需9點(diǎn)）。
測量區(qū)域
2、輻照不均勻度
公式
3、時(shí)間不穩(wěn)定度
兩類指標(biāo)
短期不穩(wěn)定性（STI）：單點(diǎn)數(shù)據(jù)采樣時(shí)間內(nèi)的波動（I-V同步測量）。
長期不穩(wěn)定性（LTI）：I-V特性獲取時(shí)間內(nèi)的波動（或輻照暴露期間）。
4、分級標(biāo)準(zhǔn)
光譜范圍擴(kuò)展：
300–1200 nm（新增紫外/紅外波段，支持LED光源和新型電池）。
新增A+級：
為實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)提供更高精度（降低二級標(biāo)準(zhǔn)器件不確定度）。
簡化光譜匹配度測量：
測點(diǎn)從≥9個(gè)減至≥4個(gè)。
新增參數(shù)：
SPC（光譜覆蓋范圍）：太陽模擬器光譜 >10% AM1.5的波長范圍積分占比。
SPD（光譜偏差）：模擬器與AM1.5光譜的絕對偏差總和（評估整體匹配度）。
明確脈沖模擬器評估：長脈沖/短脈沖的STI測量方法
長脈沖STI測量方法
短脈沖STI測量方法
等級不直接等同于測量不確定度：
實(shí)際不確定度還受器件特性、校準(zhǔn)方法、修正算法等因素影響（需結(jié)合IEC TR 60904-14）。
必須量化模擬器影響：
即使使用A等級設(shè)備，仍需報(bào)告光譜失配修正、空間/時(shí)間不均勻性分析。
數(shù)值指定優(yōu)于字母等級：
例如，要求“輻照不均勻度≤2%"而非“ A等級"。
定期重新校準(zhǔn)：
光譜可能隨燈管老化改變，均勻性受測試環(huán)境反射影響。
IEC 60904-9:2020 的核心是通過光譜匹配度、輻照均勻性、時(shí)間穩(wěn)定性三大特性，將太陽模擬器分為 A+、A、B、C 四級。新版擴(kuò)展了光譜范圍、簡化了測量流程，并強(qiáng)調(diào)：
A+級僅需校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室，產(chǎn)線測試可用A/B級；
必須量化模擬器自身影響（如失配修正）；
定期校準(zhǔn)確保等級維持。
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