百威-注册登录中心【首页】国际电工委员会____________光伏器件- 第2部分:光伏基准器件的要求

　　1)国际电工委员会(IEC)是由所有国家电工委员会(IEC国家委员会)组成的世界性标准化组织。IEC的目标是促进与电气和电子领域标准化有关的所有问题的国际合作。为此目的，除开展其他活动外，IEC出版了国际标准、技术规范、技术报告、公开可用规范(PAS)和指南(以下简称IEC出版物)。它们的筹备工作由技术委员会负责;任何对该主题感兴趣的IEC国家委员会都可以参与这项筹备工作。同独立选举委员会联络的国际、政府和非政府组织也参与这项筹备工作。IEC与国际标准化组织(ISO)密切合作，根据这两个组织达成的协议确定的条件。

　　2) IEC关于技术问题的正式决定或协议尽可能地表达了国际上对相关主题的一致意见，因为每个技术委员会都有来自所有感兴趣的IEC国家委员会的代表。

　　3)IEC出版物具有国际使用的建议形式，并在这一意义上为IEC国家委员会所接受。尽管IEC已尽一切合理努力确保出版物的技术内容是准确的，但IEC对其使用方式或任何最终用户的任何误解不承担责任。

　　4)为了促进国际统一，IEC国家委员会承诺在其国家和区域出版物中尽可能透明地应用IEC出版物。任何IEC出版物与相应的国家或地区出版物之间的分歧应在后者中明确指出。

　　5) IEC本身不提供任何符合性认证。独立的认证机构提供合格评定服务，在某些领域，获得IEC的合格标志。IEC不负责由独立认证机构提供的任何服务。

　　7) IEC或其理事、雇员、雇员或代理人，包括个别专家和其技术委员会和IEC国家委员会的成员，对于任何直接或间接的人身伤害、财产损害或任何性质的其他损害，或因出版、使用或依赖《国际电工委员会》而产生的费用(包括律师费)和开支，IEC不承担任何责任。本IEC出版物或任何其他IEC出版物。

　　8)请注意本出版物中引用的规范参考。正确使用本出版物必须使用参考出版物。

　　9)请注意，本IEC出版物的某些内容可能是专利权的主题。IEC不负责识别任何或所有此类专利权。

　　国际标准IEC 60904-2由IEC 82技术委员会制定:太阳能光伏能源系统。第三版取消并取代了2007年出版的第二版。这是一项技术修订。与上一版本相比，主要的技术改动如下:

　　关于表决通过本标准的全部信息可在上表所示的表决报告中找到。本出版物已根据ISO/IEC指令第2部分起草。IEC 60904系列中所有部件的列表，在通用标题光伏器件下发布，可以在IEC网站上找到。委员会决定，本出版物的内容将保持不变，直到IEC网站“Welcome to the IEC Webstore”;在与特定出版物相关的数据中。在这个日期，出版物将是以下几种可能

　　IEC 60904本部分对光伏参考器件的分类、选择、包装、标记、校准和保养提出了要求。本标准涵盖用于确定光伏电池、模块和阵列在自然和模拟阳光下的电性能的光伏参考器件。它不包括在集中阳光下使用的光伏参考器件。

　　以下文件的全部或部分在本文件中作了规范引用，在本文件的应用中是必不可少的。对于有日期的参考文献，只适用所引用的版本。对于未注明日期的引用，适用引用文件的最新版本(包括任何修订)。

　　光伏参考器件，其校准基于辐射计或标准探测器或可追溯至iec60904 - 4

　　特别校准的光伏设备，用于测量自然或模拟辐照度，或设置模拟器辐照度水平，以测量其他光伏设备的性能

　　注1:由于实际原因，这种电池的表面积小，通常安装在夹具上，以确保安装、热控制和电气连接的可重复性。图1描绘了一个典型的示例。

　　光伏参考电池类似于3.6，但封装在保护组件中，以承受短期户外暴露注1:建议使用:作为实验室一级、二级和工作参考，特别是当在自然阳光下测量其他光伏设备的性能时。入口注2:如果封装系统已被证明可以承受长期户外暴露，按照IEC 61215的测试水平，这样的参考电池也可能适合用作运行光伏阵列的长期评估的监测设备。

　　注1:推荐使用:由于自然阳光的漫射成分和模拟阳光的非正常入射与封装剂和模块背板相互作用，并影响特定单元接收的辐照度，建议将用于测量模块和阵列子组件的参考设备封装在多单元包中，以匹配测试样品的机械和光学特征(模块、模块子组件、阵列)，以响应入射辐射几何分布的变化，与测试样品的方式相同。

　　安装在该包中的单个光伏电池，其周围的电池的边框、封装系统、形状、大小和间距与待测模块中的相同。

　　注1:推荐使用:用于测量其他模块，以达到参考模块和测试模块的尺寸、机械结构、光学特性和电路的对应，从而最大限度地减少模拟器不均匀性、内部反射或温度分布造成的差异。

　　注1:该电阻分流光伏设备的输出，提供待测量的输出电压，避免用户造成短路情况。

　　参考器件的光谱响应度、机械结构、光学特性、尺寸和电路等方面，根据其预期用途的不同，需要满足不同的要求。例如，参考器件的光谱响应度是由器件前面的任何保护罩的传输和器件本身的光谱响应度决定的。因此，通过使用合适的滤波器作为保护罩或作为保护罩的补充，可以调整整体光谱响应率。

　　参考装置的输出信号应随辐照度线多区域包中单个参考电池片的附加要求 图2中的虚线表示多单元包的范围大小

　　a)旁路二极管:用于测量一系列组件类型和几何形状的通用参考组件不应包含旁路二极管。旁路二极管的存在与否应根据测量条件加以注意和考虑，特别是测量过程中组件上辐照度的空间不均匀性;（如果说该组件与被测组件的尺寸，大小不一致，那么该产品就不应该包含旁路二极管，被测与标板都不应包含，它会增加不确定度）

　　对于拟与被测组件相匹配的参考组件，旁路二极管(如果存在)的数量、类型和连接应与被测模块中的二极管相匹配。（如果相匹配的组件，二极管可以存在，相对不确定不会增加）

　　b)如果它们是由分立的电池构成的，根据参考组件的预期用途，它们应按以下方式匹配:如果只使用参考组件的短路电流，则单个电池的短路电流应匹配到1%以内;如果附加或单独使用其他参数(如最大功率)，单个电池的短路电流和填充系数应匹配在1%以内。（标片标定的要求，目前来说各厂家机构远远小于1%）

　　单个单元的匹配是参考组件制造商的责任，同时匹配也可能受到封装或层压的影响。电池匹配不需要由校准实验室检查。然而，如果参考组件的I-V曲线显示不一致的响应(即I-V曲线中记录了步骤)，则应在已知的均匀光(如自然阳光)下测量I-V曲线，如果该组件显示出电池片有 1%不匹配的证据，则该组件不应用作参考组件。

　　如果一个分流参考电池不满足公式(1)的要求，它只能在校准时的辐照度(5%)和温度(2℃)下使用。这种电阻器的长期稳定性也应满足参考装置的稳定性要求。这种参考器件的校准值应以通过并联电阻的电压降来测量，并在标准试验条件下用尺寸[V]表示(见第7条)。内置并联电阻的温度系数是参考器件校准值的温度系数的一部分。由于校准中的不确定度可能很大程度上取决于分流电阻的稳定性和温度系数，因此应在参考电池数据表中提供相应的值。如果要使用分流基准电池进行低辐照度测量，可以根据公式(1)的限制构造专用电池，其中短路电流在所需的低辐照度而不是在STC处考虑。或者，分流电池可以有一个更大的分流电阻，但需要单独校准的每个辐照度和温度。建议并联电阻为可移动的4线电阻器，以便根据IEC 60904-1采用I-V曲线定期检查参考器件的稳定性。公式(1)表示，并联基准电池的实测输出电压应小于其开路电压的3%。对于典型的晶体硅，这相当于约20 mV的输出。

　　根据IEC 60904-5的要求，应提供温度测量工具，以确定基准电池温度，或对于基准组件，确定等效电池温度(ECT)。对于所有参考器件，温度测量要求的不确定度应小于±2,0℃。建议温度传感器的最小精度为±1,0℃，以实现温度测量中的这种不确定度。

　　与基准电池的电气连接应包括四线接触系统(开尔文探头)。应注意避免测量误差，由于电压下降沿电池的接触杆和封装线路。参考组件的电气连接应设计满足IEC 60904-1的要求。

　　每个参考器件应根据其在所需参考条件下的校准值进行校准，通常是标准试验条件(STC) (1 000

　　, 25ºC器件温度，参考光谱辐照度分布如IEC 60904-3所定义)。

　　主要参考器件的校准方法包含在IEC 60904-4中。第12条中描述了一种校准二次参考器件的方法。工作参考器件的校准在第13条中处理。每个参考器件在短路电流条件下的光谱响应度应按照IEC 60904-8进行测量。如果参考模块不能直接测量，则应从对代表性封装光伏电池的测量中推导。每个参考装置的温度系数应测量一致8 报告

　　-电路图，特别是任何连接器-校准组织网站和校准日期校准方法(参考标准)——辐射计或标准灯特点(如适用),主要参考电池片识别(如适用)-模拟器的特点(如适用)类型的温度传感器(如适用)光谱响应率-温度系数校准值校准参考条件,参考价值条件

　　对于没有固定电气连接的基准电池，应在数据表上记录以下信息:-在校准时说明电触点的类型、形状和位置。对于参考组件，在数据表中还应记录以下信息:

　　参考设备应带有清晰的、不可磨灭的序列号或标识号，以便与其数据表进行交叉参考。

　　用于在自然阳光下测量的参考装置应对入射辐射几何分布的变化作出响应，其方式与测试样品(电池、电池的子组件、母版)相同。由于封装剂和背板响应自然阳光的扩散成分，建议用于测量组件的参考单元封装在一个多单元包中(见图2)，模拟组件的邻近光学参数。在这种情况下，参考单元周围的单元的框架、封装系统、形状、大小和间距应与待测模块相同。周围的电池片可能是真实的，也可能是具有相同光学特性的假电池片。图2中的虚线表示用于户外测试的多单元包的最小可接受尺寸。

　　在一些允许光多次反射到和从测试样品的模拟器中，测试平面的辐照度可能会根据测试样品是否存在而变化。因此，为了准确测量当试件就位时将出现的辐照度，此类模拟器中使用的参考器件应以与试件相同的方式封装，以便参考器件和试件因多次反射而产生的辐照度变化是相同的。在模拟器中用于测量的基准电池设计为尽量减少多反射光的任何误差，可以单独包装，或者，如果不打算用于日常使用，在未包装状态下安装在温度控制块上。或者，也可以遵循在自然阳光下使用的参考电池的要求。

　　b)在电池视野内的所有包装表面都应该是无反射的，在电池的波长响应带吸收至少为0,95。

　　c)用于将电池与支架连接的材料应耐降解，无论是电降解还是光学降解。其物理特性应在整个预期使用期间保持稳定。

　　d)建议使用保护窗。如果被封装，则窗口和单元之间的空间应该用稳定的封装剂填充。保护窗口和封装剂都应该在PV参考器件具有非零光谱响应。密封剂的折射率应与窗口的折射率相似(在10%以内)，以减少光的内部反射造成的误差。密封剂的透明度、均匀性和附着力不应受到紫外线和操作温度的不利影响

　　e)所述保护窗口可包含滤波器以匹配所述的光谱响应性参考电池片与试验样品的电池片相对照，前提是满足d)的其他要求。

　　图1显示了一个合适的单单元包的示例。其他合适的单电池包可以在JIS C8910或世界光伏规模中找到(见参考书目)。

　　建议每年重新校准参考仪器。包装的参考装置的窗口应保持清洁和无刮伤。未遮盖的参考电池应保存以防止损坏、污染和降解。有可能损害其功能的缺陷的参考装置不得使用。参考器件的校准值可能随着连续校准时间的变化而发生系统变化。如果参考装置的校准值相对于其先前的校准值发生了超过1%的变化，或其初始校准值发生了超过5%的变化，则该装置不得用作参考装置。

　　本条款描述了在自然阳光或模拟阳光下，根据iec60904 -4的标准可溯源到SI单位的一次基准电池，对二次基准器件进行校准的程序。在用于校准的照明下，一次基准电池和二次基准器件之间的光谱响应不匹配应根据IEC 60904-7确定。如果光谱失配校正小于1%，则可以省略失配校正。

　　根据IEC 60904-1的要求，该程序可以使用自然和模拟阳光，但有以下限制。

　　c)总辐照度(太阳+天空+地面反射)不小于800 W·m-2，由主要参考单元测量。

　　e)辐射足够稳定，以致参考单元输出信号的变化在测量时间内小于±0.5%。

　　用于校准的模拟阳光可以是连续的或脉冲的。一般情况下，一级基准单元和二级基准装置并排放置并同时测量。在这种情况下，模拟器应符合IEC 60904-9的AAA级，附加要求是在包括待校准设备和主要参考设备在内的表面内辐照度的非均匀性小于±1%。IEC 60904-9中关于时间不稳定的A类要求只需要满足短期不稳定(STI)的要求，因为长期不稳定(LTI)在这种情况下不相关。如果主参考器件和次参考器件的尺寸相同或相似(有效区域的比例在0,5和2,0之间)，则应进行额外的测量，交换它们的位置。只有当两个测量值在测量不确定度范围内一致时，才能得到有效的结果。如果对串联单元的参考模块的校准不能满足小于±1%的非均匀性要求，则模拟器应为a类空间非均匀性，并应提供详细的不确定度分析，考虑到单个单元的短路电流不匹配。在一次基准电池和二次基准器件尺寸相同或相近(活性面积在0,5和2,0之间)且连续模拟阳光稳定的特殊情况下，可以将两个器件依次放置在同一位置，连续测量。在这种情况下，模拟器应符合IEC 60904-9的AAA级，附加要求是辐照度的LTI小于±1%，其中LTI是相对于测量所需的总时间段而言的。如果每个脉冲的可重复性优于1%，脉冲太阳模拟器也可以适用。这应使用合适的监控室记录。

　　在任何情况下，考虑到模拟太阳光的时空非均匀性，需要提供详细的测量不确定度分析，并考虑所选测量策略的具体情况。

　　12.4.1初始定标前，分别按照IEC 60904-8和IEC 60891规定的程序，测量二次基准器件短路电流的光谱响应度和温度系数。当检测到在参考条件下的定标值比初始定标值变化超过2%时，应重复测量光谱响应度和温度系数。12.4.2调整安装，使设备与光源的垂直度在±5°内。

　　-将主基准电池和次基准器件共面安装在同一底座上，误差在±1°内，且距离很近(用于同时测量)。

　　12.4.3将一级基准电池和二级基准器件的电池温度控制在(25±2)℃。如果无法控制，输出信号的读数应随后纠正到25°C按照IEC 60891。

　　12.4.4频谱不匹配应根据IEC 60904-7进行校正。应记录光谱辐照度的适当测量值。

　　-输出信号的比率(校正到25°C，根据需要进行光谱失配)不超过±0.5%(用于同步测量)，

　　-主要参考单元的输出信号(校正到25°C，根据需要进行光谱失配)的变化不超过±0.5%;

　　然后取下一级参考单元，将二级参考器件安装在相同的位置，用与一级参考单元相同的约束条件重复步骤12.4.5(用于连续测量)。

　　12.4.7如果一次基准电池和二次基准器件尺寸相同或相近(活性区域的比例在0,5和2,0之间)，并且同时测量，则交换一次基准电池和二次基准器件之间的位置，重复12.4.5和12.4.6步骤。

　　12.4.8在自然阳光下校准时，步骤12.4.2至12.4.6(包括)应在至少三天内每天至少进行两次。

　　获取二次参考装置的标定值。如果在一次基准电池和二次基准器件交换位置的情况下进行了测量，则计算两种情况下的校准值。只有当两者在测量不确定度范围内一致时，结果才有效。两个数值都要报告，它们的几何平均值被用作校准值。

　　对于工作参考器件与辅助参考器件的校准，可采用上述程序，如果辅助参考器件和工作参考器件的材料和结构相同，则省略光谱失配校正，否则应采用第12条所述的相同程序。