CalibrationSpecificationforphotovoltJJF(晉)5008－2024光伏組件校準規范光伏組件校準規范CalibrationSpecificaJJF(晉)5008－2024JJF(晉)5008－2024 1 1 2 3 3 3 3 4 5 5 5 5 6 7 8 9 22JJF(晉)5008－2024本規范依據國家計量技術規范JJF1071-2010《國家計量校準規范編寫規則》和JJF(晉)5008－2024光伏組件校準規范2引用文件IEC60904-1光伏器件第1部分：光伏電流-電壓特性的測量（Photovoltaicdevices-Part1:Measurementofphotovoltaiccurrent-voltageIEC60904-4光伏器件第4部分：標準光伏器件溯源鏈建立程序（Photovoltaicdevices-Part7:ComputationofthespeJJF(晉)5008－20242Solarsimulatorperformancer使用本規范時，應注意使用上述引用文件的有效版本。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用本規范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適3術語和定義滿足IEC60904-2《光伏器件第2部分：標準光伏器件的要求》設計要求，依據JJF注：參照IEC60904-4等級定義，見附錄D，本規范中太陽電池對應于量值傳遞鏈中“二級標準”等3.2一級標準光伏組件primaryreferen在自然或模擬太陽光下，以一級標準光伏器件為標準器注：參照IEC60904-4等級定義，見附錄D，本規范中一級標準光伏組件對應于量值傳遞鏈中“二級標準”等級。在自然或模擬太陽光下，以一級標準光伏組件或太陽電池為標準器校準的標準光伏組注：參照IEC60904-4等級定義，見附錄D，本規范中二級標準光伏組件對應于量值傳遞鏈中“工作標準”等級。JJF(晉)5008－20243圖1光伏組件的電流-電壓（I-V）特性曲線光伏組件，是一種基于光伏效應可以將太陽輻射能量轉能的光伏器件，是由若干單體太陽電池通過串、并聯方式進行鏈接，并經過膠膜、玻璃、5計量特性注：以上指標不適用于合格性判別，僅供參考。JJF(晉)5008－202446校準條件6.2.1太陽模擬器：要求其光譜匹配度、輻照度不均勻度和輻照度不穩定度均需符合IEC60904-9：2020《光伏器件第9部分：太陽模擬器性能分級》中所規定的6.2.3一級標準光伏組件：標準測試條件下，由標準太陽電池標定的標準光伏組件，其短6.2.4I-V曲線測試儀：用于采集太陽模擬器的輻照條件下標準光伏組件所產生的電信號，1太陽模擬器符合IEC60904-9：2020《光伏器件第9部分：太陽模擬器性能分級》中所規定的A+A+A+級要求，輻照度范圍200W/m2~1200W/m22太陽電池依據JJF1622-2017《太陽電池校準規范》的溯源方法，標定的太陽電池CV值，不確定度優于2.0%（k=2）3一級標準光伏組件其短路電流不確定度優于2.0%（k=2）4I-V曲線測試儀電流、電壓測量最大允許誤差±0.2%JJF(晉)5008－202455測溫儀測量范圍（20～30）℃,測量不確定度優于1℃（k=2）注：校準用計量器具和測量標準應經計量技術機構檢定合格或校準，并在有效期內。7.2.1核對檢查被校光伏組件的名稱7.2.2檢查被測光伏組件的外觀狀況，清潔程度，有無裂紋、斑點、氣泡和劃痕等影響測7.2.3采用電致發光原理即EL測試方法，檢查光伏組件中電池片是否存在肉眼無法觀察的如發現以上影響校準數據的問題，應停止校太陽電池或一級標準光伏組件與被校準二級標準光伏組件的電池片技術/材料/工藝不一JJF(晉)5008－20246注：積分波長范圍的選取需涵蓋被校準光伏組件和標準太陽電池的光譜響應波段。線，同時測量被校準光伏組件溫度和測試面內的輻照度，依據IEC60891《光伏器件實測I-V特性的溫度和輻照度校正方法》中所述方法對測得I-V數據進行STC修正，獲得光伏組率偏差RD：PP7.3.5測試并記錄正向掃描和反向掃描所測得光電性能關鍵參數數據（開路電壓Voc，短路8校準結果JJF(晉)5008－2024h）如果與校準結果的有效性應用相關時，應對被樣品的抽準光伏組件的電性能參數如短路電流、開路電壓、最大功率、者、光伏組件本身質量問題等諸因素所決定的，因此，送校8證書編號********-****校準結果短路電流開路電壓Voc最大功率Pmax最佳工作電流最佳工作電壓JJF(晉)5008－20249記錄編號：證書編號:客戶名稱器件名稱型號規格出廠編號生產廠家客戶地址測試地址計量器具名稱測量范圍不確定度/準確度等級/最大允許誤差證書編號證書有效期至依據技術文件校準環境條件溫度：濕度：校準日期：年月日人員校準員：核驗員：JJF(晉)5008－2024測量次數掃描方向短路電流開路電壓Voc最大功率最佳工作電最佳工作電1正向反向平均值12正向反向平均值23正向反向平均值3短路電流開路電壓最大功率Pmax最佳工作電流最佳工作電壓注：最佳工作電流、最佳工作電壓不作為量傳參數。JJF(晉)5008－2024C.1測量模型標準光伏組件測試結果包括短路電流、開路電壓和最大功率等關鍵參數，根據各影響因子，其函數關系表示如下：（C.1）C.2相對合成標準不確定度計算公式影響量主要包括：測量重復性，輻照度校準，測試面輻照度不均勻度，標準太陽電池與光伏組件輻照度不均勻度，輻照度長期不穩定度，被測組件溫度測量及溫度不均勻性，太陽模擬器負載電壓、電流和功率測量準確度，一級標準組件與被測光伏組件平行度，一級標準組件與被測光伏組件前后距離偏差，測試端與組件接頭接觸電阻，光伏組件的容性引起測試過程中磁滯效應。假設各影響量互不相關，靈敏系數為1，則：不確定度為：（C.2）相對不確定度為：（C.3）JJF(晉)5008－2024C.3不確定度來源及其標準不確定度評定：通過開關設備，在不同時間段，分別測量光伏組件的I-V特性，每次測量分別采用正表1重復性測試數據次數掃描方式Voc/VPmax/W1正掃13.63349.779541.369反掃13.64049.789543.141測量值113.63749.784542.2552正掃13.64449.851542.696反掃13.64049.861544.322測量值213.64249.855543.5103正掃13.64449.810541.883反掃13.64549.822543.812測量值313.64549.816542.848（C.4）Xmax—測量值最大值；Xmin—測量值最小值； X—測量值平均值值；JJF(晉)5008－2024表2相對標準差數據VocPmax0.03%0.08%0.13%表3重復性引入相對標準不確定度數據參數VocPmax0.02%0.05%0.08%C.3.2輻照度定標引入的不確定度采用與被測光伏組件光譜響應度類似的標準太陽電池標定太陽模擬器的輻照度時，通過JJF1622-2017所描述的方法對標準太陽電池的短路電流進行標定，其校準不確定度為=2.0%（k=2=1.0%。太陽模擬器電子負載箱測量標準太陽電池短路電流值時，電學測量偏差引入的不確定度。此電路測量準確性經過太陽模擬器供應商出廠校準，最大允許誤差在0.1%之內。判定。JJF(晉)5008－2024。C.3.2.4標準太陽電池溫度偏差引入不確定度ra考核標準太陽電池溫度控制偏差對其短路電流，進而對輻照度定標的影響。標準太陽電池溫度系數經過校準，短路電流溫度系數為0.05%/K。實驗室品控可實現實際測試過程中保持（25.0±1.0）℃。判定矩形分布，由于標準太陽電池溫度偏差引入。C.3.2.5標準太陽電池與被測組件光譜失配引入不確定度uazs光譜失配計算過程為1）測量標準太陽電池光譜響應度2）測量太陽模擬器光譜分布3）測量被測組件光譜響應度或者與被測組件相同批次封裝電池片樣品光譜響應度4）將光譜響應度數據、太陽模擬器光譜數據及AM1.5G標準太陽光譜數據帶入光譜失配因子計算公式（IEC60904-7計算光譜失配因子MMF：（C.5）（C.5）JJF(晉)5008－2024根據所測數據積累統計，在實驗室所用太陽模擬器光譜分布樣品與標準太陽電池標準器之間的光譜失配因子可限制在（0.99～1.。成不確定度，判定輻照度合成不確定度引起太陽模擬器輻照度的C3.2.1～C3.2.5部分引起輻照度定標不確定為:（C.6）=1.2%表4光伏組件關鍵光電參數隨輻照度變化數據JJF(晉)5008－2024輻照度(W/m2)Voc/VPmax/W98013.45149.720533.99113.64449.816542.84813.92749.744553.105表5輻照度引入相對標準不確定度數據參數VocPmax0.06%C.3.3測試面輻照不均勻度引入不確定度ua評估方法為1）實際測量輻照面內光伏組件中各電池對應位置輻照不均勻度2）利用太陽電池等效理論及光伏組件中電池片串并聯關系，編寫不均勻度對光伏組件I-V性能影響分析數據表格，分析輻照不均勻度對光伏組件I-V測量結果的影響。表6輻照不均勻度數據單位：mV123456789A105.97106.06106.16106.29106.37105.20106.65106.67106.39106.12B105.89106.10106.55106.65106.83106.84107.02106.90106.81106.61C105.81105.87106.00106.24106.27106.50106.70106.71106.34106.27D105.82106.14106.21106.52106.52106.58106.52106.56106.60106.22E106.08106.59106.07106.37106.65106.42106.54106.57106.71106.42F105.81106.27106.13106.40106.81106.45106.73106.65106.49106.23 表7理想輻照度條件和實際輻照度條件下光電參數計算結果輻照度分布情況Voc/VPmax/W均勻輻照度分布13.67849.784548.887實際輻照度分布13.63749.784542.255偏差-0.3%0.0%-0.3%表8輻照不均勻度引入相對標準不確定度數據JJF(晉)5008－2024參數VocPmaxlrel30.3%0.0%0.3%C.3.4標準太陽電池與光伏組件輻照不均勻度引入不確定度rus表9輻照不均勻度測試數據單位：mV123456789A106.15105.85105.90106.37106.79106.79106.83106.66106.49106.59B106.04105.97106.06106.16106.29106.37105.20106.65106.67106.39C105.57105.89106.10106.55106.65106.83106.84107.02106.90106.81D106.08105.81105.87106.00106.24106.27106.50106.70106.70106.34E105.87105.82106.14106.21106.52106.52106.58106.52106.56106.60F106.57106.08106.59106.07106.37106.65106.42106.54106.57106.72考慮實際操作過程中，校準周期范圍內，輻照不均勻度可能由此引入的不確定度判定為均勻分布，由于標準太陽電池位置輻照度rus為表10所示：表10標準太陽電池位置處輻照不均勻度變化引入相對標準不確定度數據參數VocPmaxlrel40.17%0.00%0.17%C.3.5輻照長期不穩定度引入的不確定度us具備基于標準太陽電池進行I-V測試結果的輻照度修正功能，故由I-V采集過程中長期輻C.3.6被測組件溫度測量及溫度不均勻性引入不確定度評估項目包括1）組件不同位置溫度分布2）組件溫度系數3）測溫儀器校準不確定度4）測溫偏差5）判定組件背板溫度與電池片溫度差異。溫差。以下通過實驗加熱光伏組件某部分電池片，分析光電參數隨溫度均勻性的關系，室JJF(晉)5008－2024表11不同加熱條件下光伏組件關鍵光電參數參數Voc/VPmax/W無加熱13.97249.76543.97加熱1塊電池片13.97149.72543.52加熱4塊電池片13.97449.58542.31加熱9塊電池片13.97449.41540.76加熱12塊電池片13.97549.28549.58表12不同加熱條件下光伏組件關鍵光電參數偏差與電池片數目比值參數Voc/VPmax/W加熱1塊電池片-0.001-0.040-0.47加熱4塊電池片0.001-0.045-0.42加熱9塊電池片0.000-0.039-0.36加熱12塊電池片0.000-0.040-0.37表13光伏組件溫度系數VocPmax0.06%-0.30%-0.40%表14測溫儀校準引入相對標準不確定度參數VocPmax0.03%0.15%0.2%JJF(晉)5008－2024C.3.6.3根據品控情況，溫度平均值測量偏差及組件背板溫度與電池片結溫偏差可控制在表15溫度偏差引入相對標準不確定度參數VocPmaxlrel630.02%0.09%0.12%綜上，基于上述兩溫度分量合成，得到由被測組件溫表16溫度測量引入相對標準不確定度參數VocPmax0.04%0.17%0.23%C.3.7太陽模擬器電子箱電壓、電流、功率測量準確度引入不確定度urav本系統電子負載經過校準，本次校準結果相表17電學測量引入相對標準不確定度參數VocPmax0.25%0.25%0.25%C.3.8標準太陽電池與被測光伏組件平行度引兩種條件下測試光伏組件I-V特性，測量數據如下表18所示：表18光伏組件