● 太陽常數(shù)和大氣質(zhì)量
太陽常數(shù)和大氣質(zhì)量是描述太陽輻射與大氣吸收情況的物理量。在地球大氣層上界，與陽光垂直的單位面積上，單位時(shí)間所得到的太陽總輻射能量叫做一個(gè)太陽常數(shù)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中將太陽看成不變的光源，并且不考慮大氣吸收的影響，則一個(gè)太陽常數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值為1367W/m2。
在地面上任何地方都不能排除大氣吸收對(duì)太陽輻射的影響，因此引入大氣質(zhì)量（air mass，AM）的概念。
可以看出，當(dāng)太陽高度角為90°時(shí)，海平面處大氣質(zhì)量為AM 1 ；外層空間不通過大氣的情況為AM 0 ；通常，接近人類生活現(xiàn)實(shí)的太陽高度角48.2°的情況為AM 1.5。由于當(dāng)太陽光照射到地表時(shí)，由于大氣和地面存在散射、折射等因素，故針對(duì)于地表光譜輻照度分布有AM 1.5G 與AM 1.5D 的區(qū)別。其中，AM 1.5G 為包括有散射、折射等的太陽光譜輻照度分布，而AM 1.5D 為只包括直射的太陽光譜輻照度分布。通常，地面用光伏器件測(cè)試使用的光譜輻照度用AM 1.5G 光譜為標(biāo)準(zhǔn)。
● 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件和標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池
為了使太陽能電池或組件的光伏性能測(cè)試具有可比性，太陽光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件。如果不是在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行測(cè)試，必須將所測(cè)數(shù)據(jù)修正到標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件。
地面用太陽能電池的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件是：測(cè)試溫度25℃，光源的光譜輻照度為1000W/m2，并具有標(biāo)準(zhǔn)AM 1.5 太陽光譜輻照度分布。
航天用太陽能電池的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件是：測(cè)試溫度25℃，光源的光譜輻照度為1367W/m2，并具有標(biāo)準(zhǔn)AM 0 太陽光譜輻照度分布。
由于太陽能電池的響應(yīng)與入射光的波長(zhǎng)有關(guān)，入射光的光譜分布將嚴(yán)重影響所測(cè)太陽能電池的性能。為了減小測(cè)量的誤差，需選用具有與被測(cè)電池基本相同光譜響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)太陽電池來調(diào)整光源的輻照度。因此，使用具有不同光譜響應(yīng)范圍的標(biāo)準(zhǔn)太陽電池，通過標(biāo)定在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的短路電流，即可調(diào)整I-V 測(cè)試系統(tǒng)光源的總輻照度。同時(shí)，如果標(biāo)準(zhǔn)太陽電池已經(jīng)標(biāo)定出絕對(duì)光譜響應(yīng)曲線，則其也可以用于太陽能電池光譜響應(yīng)或量子效率的測(cè)試。
標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池的標(biāo)定值，必須每年由權(quán)威機(jī)構(gòu)標(biāo)定一次，以確保其準(zhǔn)確性。QE
● 光伏電流-電壓特性測(cè)試（I-V特性測(cè)試）及參數(shù)
太陽能電池是直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的光伏器件，對(duì)電池性能的評(píng)估主要是以其光電轉(zhuǎn)換性能為準(zhǔn)。I-V 特性測(cè)試是*直接的給出太陽能電池光電性能參數(shù)的測(cè)試。
參數(shù)主要包含以下幾個(gè)方面：
● 短路電流ISC
當(dāng)太陽能電池正負(fù)極短路時(shí)，電池輸出的電流就是短路電流。短路電流隨著光強(qiáng)的變化而變化，當(dāng)在無光照情況下測(cè)試得到的電流值為電池的暗場(chǎng)電流。
● 短路電流密度JSC：
太陽能電池單位面積輸出的短路電流，就是短路電流密度。開路電壓VOC當(dāng)太陽能電池正負(fù)極開路時(shí)，電池正負(fù)極之間的電壓就是開路電壓。開路電壓一般與電池片的材料有關(guān)，不隨電池片的面積增減而變化。
● 峰值功率 Pm：
太陽能電池片在正常工作或測(cè)試條件下的*大輸出功率，就是峰值功率。峰值功率取決于太陽輻照度、太陽光譜分布和電池片的工作溫度等條件。IEC 規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件為輻照度1000W/cm2，光譜分布符合AM 1.5G，測(cè)試溫度25℃。
● *大工作電流 Im：
太陽能電池片工作在峰值功率狀態(tài)時(shí)的電流，就是*大工作電流。
● *大工作電壓 Vm：
太陽能電池片工作在峰值功率狀態(tài)時(shí)的電壓，就是*大工作電壓。
填充因子 (Filling Factor，F(xiàn)F)：填充因子是太陽能電池品質(zhì)的量度，定義為實(shí)際*大輸出功率與理想輸出功率的比值。
FF 是太陽能電池I-V 特性曲線內(nèi)所含*大功率面積與開路電壓短路電流響應(yīng)的矩形面積做比的量度。FF 應(yīng)盡可能接近100%，但太陽能電池的p-n 結(jié)特性會(huì)阻止FF 達(dá)到1。FF 越大，電池的品質(zhì)越高。太陽能電池典型的FF 值為60%-80%，并且與太陽能電池的材料與器件結(jié)構(gòu)相關(guān)。
光電轉(zhuǎn)化效率η：光電轉(zhuǎn)換效率是太陽能電池*重要的綜合特性參數(shù)，經(jīng)常簡(jiǎn)稱為效率。光電轉(zhuǎn)換效率是太陽能電池*大輸出功率與入射光功率之比。
● 光譜響應(yīng)與量子效率測(cè)試（QE）
在太陽能電池光電性能測(cè)試中，光譜響應(yīng)特性包含著太陽能電池光電轉(zhuǎn)換能力等許多重要信息。它不但能反映太陽能電池內(nèi)各層材料的質(zhì)量，也能反映減反膜、輻照損傷和各個(gè)界面層的質(zhì)量。
● 光譜響應(yīng)（Spectral Response，SR）：
太陽能電池的光譜響應(yīng)表示對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)入射光能轉(zhuǎn)換成電能的能力，通常光譜響應(yīng)的定義為輸出電流與入射光功率之比，單位為安培每瓦特（A/W）。
● 外量子效率(External Quantum Efficiency, EQE）
當(dāng)不同波長(zhǎng)的光子入射到太陽能電池的光敏區(qū)域時(shí)，光子會(huì)激發(fā)光敏材料產(chǎn)生電子和空穴，當(dāng)有外電路時(shí)即形成電流。此時(shí)產(chǎn)生的電子個(gè)數(shù)與入射的光子個(gè)數(shù)之比，稱為太陽能電池的外量子效率。
當(dāng)上式中波長(zhǎng)單位為nm 時(shí)，外量子效率與光譜響應(yīng)有如下簡(jiǎn)化公式。
● 內(nèi)量子效率(Internal quantum efficiency, IQE)
當(dāng)不同波長(zhǎng)的光子入射到太陽能電池的光敏區(qū)域時(shí)，被吸收的光子會(huì)激發(fā)光敏材料產(chǎn)生電子和空穴，當(dāng)有外電路時(shí)即形成電流。此時(shí)產(chǎn)生的電子個(gè)數(shù)與被吸收的光子個(gè)數(shù)之比，稱為太陽能電池的內(nèi)量子效率。
● 光子電子轉(zhuǎn)換效率（Incident Photon-to-electronConversion Efficiency，IPCE）
光子電子換轉(zhuǎn)效率，即入射單色光子- 電子轉(zhuǎn)換效率，定義為單位時(shí)間內(nèi)外電路中產(chǎn)生的電子數(shù)與入射的單色光子數(shù)之比。IPCE 的概念更多用在光電化學(xué)類器件上，在定義上與EQE 是類似的。
● 外量子效率積分短路電流密度
對(duì)于太陽能電池的短路電流密度JSC，也可以通過該器件的積分外量子效率EQE 進(jìn)行理論計(jì)算。
其中E(λ) 為標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜。但是通過積分EQE 理論計(jì)算得到的JSC 可能會(huì)與I-V 特性測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量得到的JSC 存在差異，產(chǎn)生差異的主要原因有多種，主要的可能原因是由于太陽能電池對(duì)于單色光響應(yīng)的非線性度，或者測(cè)試時(shí)使用的太陽模擬器光譜輻照度與標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜輻照度之間存在差異。
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