常見解決方案

　　現(xiàn)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(tǒng)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(shí)進(jìn)行測試，許多研究實(shí)驗(yàn)室都具備低功耗四象限電源（有時(shí)也稱為SMU），并具有以下功能：

　　● 提供精確的正電壓和負(fù)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(shù)高精度四象限電源都只能提供3A的電流或20W的連續(xù)功率。

　　在測試較小的單個(gè)電池時(shí)，這些最大電流和功率是可接受的，但是隨著電池技術(shù)向更高的效率、更大的電流密度和更大的電池尺寸推進(jìn)，電池的功率輸出將很快會(huì)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(huì)超過50W，而且可能會(huì)爬升至300W或更高，這意味著許多針對(duì)模組的測試都無法使用四象限電源來完成。

　　在這些情況下，工程師應(yīng)當(dāng)借助于現(xiàn)成的電子負(fù)載、直流電源、DMM和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，包括溫度測量、掃描、轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)記錄設(shè)備，以便在寬泛的操作范圍內(nèi)靈活地進(jìn)行獨(dú)特的測試，并且達(dá)到預(yù)期的測試精度。例如，可以使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來掃描環(huán)境和待測器件的溫度，已校準(zhǔn)的參考電池的電壓，以及在測試中需要捕獲的各種其他測試參數(shù)。

　　對(duì)于太陽能電池的測試，一般標(biāo)準(zhǔn)的電子負(fù)載就可用于測試太陽能電池。

　　考慮到太陽能電池會(huì)產(chǎn)生能量，當(dāng)使用四象限電源對(duì)它進(jìn)行測試時(shí)，電源的實(shí)際工作模式是：太陽能電池在電源的端子上施加一個(gè)正電壓。同時(shí)，電流從太陽能電池流入四象限電源的端子，這意味著四象限電源看到的是反向電流（就其端子而言）。在這些條件下，也可以稱四象限電源是“電源沉”。

　　從電學(xué)上講，兩端加有正電壓并有電流流入（也就是反向電流）的儀器被稱為電子負(fù)載。因此，對(duì)于大多數(shù)有光照射并且太陽能電池也產(chǎn)生能量的太陽能電池測試而言，四象限電源實(shí)際上發(fā)揮著電子負(fù)載的作用。

　　使用電子負(fù)載的優(yōu)勢在于這種負(fù)載可用在各種電流和功率水平。使用額定50W或高達(dá)數(shù)千瓦特和數(shù)百安培的電子負(fù)載，可以輕松克服四象限電源帶來的3A，20W的限制。

　　電子負(fù)載可在恒壓、恒流、恒阻及恒功率模式下對(duì)太陽能電池進(jìn)行工作。比如在恒壓模式下電子負(fù)載可以通過調(diào)節(jié)流經(jīng)自己的電流，從而調(diào)整它兩端的電壓，以保持恒定的電壓值。因此，恒壓模式可用于創(chuàng)建電壓掃描，使用負(fù)載來控制太陽能電池輸出端的電壓，然后測量產(chǎn)生的電流（如圖1所示）。

　　圖1

　　其他模式，電子負(fù)載亦可通過調(diào)節(jié)流經(jīng)自己的電流的工作，從而可以調(diào)整自己的電壓值或功率直（如下列圖2、圖3、圖4）。

　　圖2 圖3 圖4

　　有些負(fù)載（如費(fèi)思科技的FT6600A系列）可以快速地執(zhí)行一系列CV定位點(diǎn)，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(shí)，負(fù)載可以將從太陽能電池流出到負(fù)載內(nèi)的電流波形數(shù)字化，類似于捕獲示波器曲線。

　　費(fèi)思FT6600A能夠?qū)μ柲茈姵剡M(jìn)行長時(shí)間的測試記錄計(jì)算，如電池的充放電測試記錄、內(nèi)阻計(jì)算、容量計(jì)算；電子負(fù)載有較強(qiáng)的程控功能和人機(jī)界面，通常具有彩色圖形顯示界面和GPIB接口。

　　圖5 FT6600A系列多通道可編程直流電子負(fù)載