光伏器件 第10部分：线性相关性和线性特性测量方法 征求意见稿

7GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:2020光伏器件第10部分：线性相关性和线性特性测量方法本文件规定了用于测量光伏器件的任何电气参数（Y）相对于测试参数（X）的依赖性，以及确定这种依赖性接近理想线性（直线）函数的程度的程序。它还提供了如何考虑与理想线性相关性的偏差，以及如何指导处理光伏器件电气参数的非线性。典型的器件参数是短路电流ISC、开路电压VOC和最大功率Pmax。典型的试验参数为温度T和辐照度G。本文件中的相同原理可适用于任何其他试验参数，并适当调整用于改变参数本身的程序。光伏组件和系统的性能评估，以及从一组温度和辐照度到另一组温度和辐照度的性能转换，通常依赖于线性方程的使用（参见IEC60891、IEC61853-1、IEC61829和IEC61724-1）。本文件规定了线性相关性测试方法、数据分析和结果验收的要求，以确保这些线性方程将给出令人满意的结果。这些要求还规定了可使用线性方程组的温度和辐照度范围。本文件还提供了一个程序，无论根据9.7中设定的限值将其归类为线性还是非线性，说明了如何校正短路电流ISC与光伏器件辐照度（线性）的理想线性依赖关系之间的偏差。对于使用太阳模拟器以及在自然阳光下进行的测量，考虑了光谱辐照度分布和光谱失配的影响。本文件所述的测量方法适用于所有光伏器件，但用于多结光伏器件需慎重，要在器件上或在某些情况下在具有相同技术的等效器件上进行，且该器件根据IEC61215相关部分中设定的标准是稳定的。这些测量应在所有需要线性器件或规定非线性器件限制的测量和校正程序之前进行。本文件中使用的主要方法基于拟合程序，其中线性（直线）函数拟合到一组测量数据点{Xi，Yi}。线性函数使用最小二乘拟合计算程序，在最高级的分析中，该程序还考虑了测量的扩展组合不确定度（k=2）。在短路电流数据与辐照度的情况下，线性函数穿过原点。还计算了测量数据与理想线性函数的偏差，并规定了允许偏差百分比的限值。第6章在自然阳光下和使用太阳模拟器进行的测量、第7章差分光谱响应度测量和第8章通过双灯和N灯法进行的测量中描述了确定Y（X）依赖性与线性（直线）函数的偏差的程序。第9章给出了确定线性函数偏差的数据分析。当一个器件满足第9章第7款要求时，它被认为是特定测量依赖性Y（X）的线性。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。IEC60891，光伏器件I-V特性的温度和辐照度修正方法IEC60904-1，光伏器件第1部分光伏电流-电压特性的测量IEC60904-1-1，光伏器件第1-1部分多结光伏器件电流-电压特性的测量8GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:2020IEC60904-1-2，光伏器件第1-2部分双面光伏器件电流-电压特性的测量IEC60904-2，光伏器件第2部分标准光伏器件的要求IEC60904-3，光伏器件第3部分基于标准光谱辐照度数据的地面光伏器件测量原理IEC60904-7，光伏器件第7部分光伏器件测量的光谱失配修正计算方法IEC60904-8，光伏器件第8部分光伏器件光谱响应的测量IEC60904-8-1，光伏器件第8-1部分多结光伏器件光谱响应的测量IEC60904-9，光伏器件第9部分太阳模拟器特性分级IEC61215，地面光伏组件设计鉴定和类型IEC61724-1，光伏系统性能第1部分监控IEC61836，太阳能光伏系统-术语、定义和符号ISOTS28037，直线校准功能的确定和使用3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1线性相关性光伏器件参数对测试参数的任何一般线性（直线）依赖关系。例如，光伏器件的一个常见线性关系是光伏器件开路电压和温度之间的关系。3.2线性描述光伏器件短路电流与辐照度的一定比例的线性相关性。注1：物理学中的线性概念也适用于光伏器件，它意味着两个变量之注2：测量到光伏电池非线性的主要来源之一是串联电阻，即使在光电流是线性的情况下，可能导致光伏电池的短路电流是非线性的。本文件中所有方法是关于短路电流的非线性问题，而非3.3限流结在给定照明条件下产生最低光电流的多结光伏器件中的结。4器件选择测量程序应适用于全尺寸器件。如果不能，则应使用与被测全尺寸器件在结构和材料上等效的小样品来测试线性特性。根据IEC61215的相关部分，全尺寸器件和等效器件应是稳定的。但是，测量标准器件（如IEC60904-2所定义）的线性特性不得使用等效样品。9GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:2020当与被测线性相关性相关的物理特性与全尺寸光伏器件相同时，小样品被视为等同于被测全尺寸在被测光伏器件（DeviceUnderTest-被测器件）。该要求适用于特性参数与辐照度及与温度的关系。此外，电气连接图也应完整呈现。特别当辐照度为试验参数时，小器件（包括包装）的相关光学特性应与所代表器件的光学特性相同。例如，该要求包括使用全尺寸器件中使用的相同类型的前玻璃（包括绒面和折射率）和相同的孔径角。如果两侧都有起作用的光伏器件（双面光伏器件，应符合IEC60904-1-2，上述要求适用于器件的正面和背面。当小器件无法达到与全尺寸器件的等效性时，测量结果报告应说明其有效性限制。5装置5.1所有程序的通用要求除非另有明确规定，以下要求和建议适用于所有线性相关性和所有测量程序。以下子条款给出了每种测量所用仪器的具体要求和建议。在使用前，应仔细评估具有宽连续谱上强烈峰值特征的光源，例如氙气源或一些基于发光二极管（LED）的灯。事实上，对于某些光伏器件和/或技术，光谱响应度可能会随温度和辐照度水平而变化。因此，随着温度或辐照度的变化，它可以通过灯光谱中的各种发射线。当这种情况发生时，它可能会导致性能变化，主要与光谱响应率的带隙区域与相同波长范围内的实际光谱辐照度之间的相互作用的变化有关。如果在每种具体情况下都没有正确评估这种可能性，那么这种变化可能会被误解为偏离线性相关性，而事实并非如此。然而，根据测得的被测器件光谱响应度作为温度或辐照度的函数（取决于适用的条件）和测得的光谱辐照度，可以通过根据IEC60904-7进行光谱失配(SpectralMismatch-SMM)计算来计算该效应的大小，作为温度或辐照度的函数（取决于适用的条件）。参考书目中有一些关于如何做到这一点的指导。然后，光谱失配（SMM)计算可作为光谱失配（SMM)校正应用于所有温度（25℃或1000W/m2以外的辐照度水平）下的每次测量（取决于适用的情况）。如果光谱失配（SMM)在整个温度范围内的变化不大于1%，或辐照度的变化不大于±0.5%，则可将其作为光谱失配（SMM)不确定度的组成部分纳入测量不确定度计算中。晶体硅的带隙会因温度变化而改变。当测试参数为辐照度时，用于改变辐照度的器件和程序应使用光谱辐射计进行验证。这适用于除适用于单个电池的双灯法和N灯法以及通过差分光谱响应度进行的线性测量以外的所有测量程序。只有同时满足以下条件时，才允许使用辐射计替代光谱辐射计：a)标准器件在光谱上与被测器件匹配，并且b)测量线性度的装置是一个太阳模拟器，仅与滤光元件一起使用，滤光元件与光谱无关。为了减少辐照度为测试参数的所有测量中热负荷的变化，从而在整个测量序列中提高被测器件的温度稳定性，可以通过在光束和测试平面之间插入合适的过滤器来减少能量低于被测器件能带隙的光的红外部分。GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:2020在通过两灯或N灯方法对单个光伏电池进行线性测量的情况下，光谱辐照度的变化和光源的空间不均匀性并不重要，因此没有对其进行限制。相反，当光伏器件由串联电池构成时，两灯或N灯方法中的光源应符合IEC60904-9规定的BBA级或更高级别，覆盖被测器件的区域。对于单电池和串联光伏器件，在测量每个所需三组信号所需的时间段内，光的短期不稳定性（STI，定义见IEC60904-9）应小于0.5%（见8.1）。如果无法实现这一点，则应使用一个光敏监测设备（例如光电二极管）单独监测每个光源；然后，应使用其读数校正被测器件的短路电流信号，以确定灯的时间不稳定性。在任何情况下，未校正的辐照度变化应包括在测量不确定度计算中。在特定条件下，对于所有受影响的测量程序，相对光谱辐照度分布的变化可被视为对整体测量不确定度的不确定度贡献，而不是系统地进行校正。应满足的条件是，相对光谱辐照度分布的变化不得导致被测器件短路电流的光谱不匹配（光谱失配（SMM)）变化超过±0.5%（光谱失配（SMM)计算参考IEC60904-7）。关于试验平面上辐照度的空间均匀性（IEC60904-9），由于辐照度水平的变化而产生的任何变化不应导致被测器件短路电流的变化超过±0.5%。如果被测器件是多结器件，在改变辐照度水平时，应仔细考虑测试平面上光谱辐照度的空间变化。尤其是，它不应导致限流结相对于IEC60904-3定义的相关参考光谱下的限流结发生变化。此外，在计算多结器件的线性度之前，还应按照IEC60904-1-1:2017第7条的要求，计算每个辐照度水平下的适当光谱失配（SMM)。当试验参数为温度时，在测量不确定度计算中应考虑被测器件温度的均匀性。一般来说，不确定度计算应始终通过明确考虑使用中的特定设置和进行的测量来完成（更多细节见9.2）。5.2自然阳光或太阳模拟器下测量所有线性相关性的装置以下器件应用于任何线性相关性。如果没有明确给出规范，则应将所列项目视为任何试验参数的要a)IEC60904-1或其相关部分中列出的在自然阳光或模拟阳光下测量被测器件I-V曲线所需的设备。如果线性相关测量（相对于辐照度或温度）是参考电池，则设备可能仅限于测量短路电流（ISC）所需的设备。b)主动控制被测器件和标准器件温度的装置。或者，在自然阳光下或使用稳态太阳模拟器进行测量时，使用长脉冲光源或可移动阴影限制光暴露的方法。c)如果测试参数是辐照度（见6.4），则需要更换设备在不影响相对光谱辐照度分布和空间一致性。d)如果试验参数是温度（见6.5），则在相关范围内改变被测器件温度所需的设备或方法。5.3差分光谱响应度测量短路电流的所有线性相关性的装置a)根据IEC60904-8（单结器件）或IEC60904-8-1（多结器件）测量被测器件差分光谱响应度的设备，重复性等于或小于读数的±0.5%。b)如果测试参数是温度，则在相关范围内改变被测器件温度所需的设备。GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:20205.4双灯法测量短路电流线性度的装置不需要标准器件。需要以下设备：a)可单独控制的两个光源A和B，组合光源A+B可实现的测试面积内总辐照度至少高达相关范围的上限。光源A和B可以是两个单独的灯、两组灯或一个灯，其前面有合适的遮罩，以模拟双灯设置（示例见参考文献）。为便于达到起始辐照度水平，建议光源的光谱分布在足够宽的波长范围，以覆盖被测器件光谱响应强的波长范围的至少三分之二。此外，光谱分布的红外部分的影响应根据其对根据5.4c）保持器件温度的影响进行评估。注1：为了减少热负荷的变化，从而提高整个测量序列中被测器件的温度稳定性，可以通过在光束和测试平面之间插入合适的过滤器，减少能量低于被测器件b)测量被测器件短路电流所需的设备，重复性为不低于±0.1%。c)控制被测器件温度的设备，如有必要，将其保持在目标温度的±1℃范围内。如果未使用标准器件，则可采用迭代方法将辐照度范5.5N灯法短路电流线性度测量装置该装置与双灯法相同，不同之处在于需要两个以上的光源（1，…，N）。单个光源应在被测器件中产生大致相同的短路电流。6自然阳光或模拟阳光下测量线性和其他线性相关性的程序6.1自然阳光的附加一般要求除5.1中规定的一般条件外，仅当满足以下条件时，才能在自然阳光下进行测量：a)辐射面内总辐照度至少与感兴趣范围的上限G0一样高。b)由短期振荡（例如，由于云层、薄雾或烟雾）引起的辐照度变化小于标准器件测量的总平面内辐照度的±2%。应使用标准器件对这些变化进行校正。c)风速小于2m/s。6.2自然阳光下安装6.2.1将标准电池与被测器件共面安装在±2°倾角范围内，以便两者在±5°范围内与直射太阳光束垂直；连接到必要的仪器上。应在同一天的几个小时内尽快进行以下子条款中所述的测量，以将光谱条件变化的影响降至最低。如果标准器件在光谱上与被测器件不匹配，或者当测试参数为温度时，则需要根据IEC60904-7进行光谱失配（SMM)计算。6.2.2如果被测器件和标准器件配备有温度控制装置，则将控制装置设置在所需水平。如果未使用温度控制装置，且对被测器件进行了遮阳处理，只要遮阳允许将其稳定在限制范围内，在开始测量之前，让被测器件稳定在目标温度的±1℃范围内。为了使被测器件温度接近目标值，允许对器件进行预冷或预热。标准器件也应在其平衡温度±1℃范围内保持稳定。对于被测器件和标准器件，如果在至少90秒内对每个器件进行至少三次连续温度测量，且所有测量值均保持在要求的温度范围内，则认为温度稳定。6.3安装太阳模拟器GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:20206.3.1在太阳模拟器的试验平面内，将被测器件和标准器件共面安装在±2°范围内，以便两者在±5°范围内与光束中心线垂直。连接到必要的仪器上。6.3.2如果被测器件和标准器件配备有温度控制装置，则将控制装置设置在所需水平。如果未使用温度控制，即使这意味着改变室温是必要的和可行的，则允许被测器件和标准器件在其平衡温度±1℃内稳定温度。在稳态太阳模拟器的情况下，可在自然阳光下使用可拆卸的遮光罩，以控制被测器件和标准器件的温度。对于被测器件和标准器件，如果在至少90秒内对每个器件进行至少三次连续温度测量，且所有测量值均保持在要求的温度范围内，则认为温度稳定。6.3.3将测试平面上的辐照度设置为关注范围的上限G0，在标准测试条件（即AM1.5,1000W/m2，25℃,简称为：STC）（见公式（1））下，测量标准器件的短路电流（IRC）及其校准值（IRC，STC）。6.4测量值与辐照度的线性相关性6.4.1根据标准器件的测得短路电流（IRC）及其在STC下的校准值（IRC，STC）计算初始辐照度G0，根据公式（1）进行校正，以便通过使用标准器件短路电流的相对温度系数(αRC）来计算标准器件（Tm，RC）的测量温度。（1）式中：R0,norm——是根据本文件确定的线性系数，表明标准器件在辐照度G0下的非线性；1000——是总辐照度的STC值，单位为W/m2；25——是结温的STC值，单位为℃。6.4.2在不影响空间均匀性和光谱辐照度分布的情况下，将被测器件上的辐照度降低至Gi值（如5.1所要求）。被测器件上的辐照度可通过以下方法之一降低，这些方法相互替代；如果未明确提及任何器件，则该方法可在自然阳光下以及太阳模拟器中使用：a)通过使用尺寸适合完全覆盖被测器件的校准、均匀密度网或素色滤光器。如果选择该方法，则标准器件应保持不被过滤器覆盖，以便能够测量未过滤的入射辐照度。未经过滤的光不得到达被测器件。注1：如果认为密度网或过滤器的校准受特定测量条件的影响，则可将其视为未校准，并可遵循下一项中描述的相b)通过使用未经校准的均匀密度网或素色滤光器，其尺寸适合至少单独完全覆盖被测器件和标准器件。此外，如果散射单元不能同时覆盖两个器件，则应满足以下条件：1)为便于在自然阳光下进行测量，标准器件应放置在被测器件附近的试验平面上，并放置在太阳模拟器上进行测量的相同位置；2)对于自然阳光下的测量，仅当辐照度的短期变化小于标准器件测量的总面积内辐照度的1%时，才允许使用该方法；3)对于太阳模拟器，仅当根据IEC60904-9，太阳模拟器的时间稳定性至少为A级时，才允许使用该方法；GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:20204)辐照度水平应由标准器件按照被测器件的顺序测量，散射单元交替安装在任一器件上。5)在测量输出期间，未经过滤的光不得到达被测器件或标准器件。对于方法6.4.2a）和b），网状过滤器的最大线性开口尺寸应小于标准器件和被测器件最小线性尺寸的1%，否则可能因定位而产生可变误差。此外，在太阳模拟器上进行测量时，网格的孔径应远大于厚度，以限制可能的光谱辐照度变化。如果选择了上述使用中性密度过滤器的方法之一，且过滤器将安装在限制被测光伏器件前孔径角的支架上，则应将同一支架与光伏器件一起使用，前提是后者随后用作辐照度测量的参比器件。注2：光学中性密度滤光片的透射率变化在指定波长范围内通常可以达到10%，在c)通过使用此类过滤器，在灯具外壳（有时称为遮罩）中配备均匀密度过滤器的太阳模拟器。如果选择此方法，标准器件应接收与被测器件相同的过滤辐照度。d)在太阳模拟器中，通过增加测试平面和光源之间的距离，同时标准器件保持与被测器件共面。注3：该方法仅适用于有限的辐照度范围，因为辐照度从1100W/m到100W/m（按照IEC61853味着将试验平面移动到距离光源约为原平面三倍的距离。在用于模块组件测量的大面积太阳模拟器上，这通常会超过20米，而在用于电池的太阳模拟器上，这大约是30厘米或更多。然而，在实际条件下，该方法足以在IEC60904-1允许的辐照度范围内测试光伏器件的线性度，以便根据IEC60891将I-V曲线测量值校正为STCe)通过使用一个或多个光学透镜。应注意确保附加光学元件不会显著改变被测器件和标准器件均响应的波长范围内的相对光谱辐照度（如5.1所要求）。此外，附加光学元件的引入不应显著改变辐照度的空间均匀性；当标准器件和被测器件在同一位置连续测量时，后者被认为是次要的，并且它们是第4条意义上的等效光伏器件。f)如果太阳模拟器具有多个相等的光源，可以通过改变照亮试验平面的光源数量来独立遮挡。应注意避免光谱辐照度和不同辐照度水平下的空间均匀性发生显著变化（如5.1所要求）。g)对于太阳模拟器，如果符合5.1中规定的一般要求，则通过调整光源的强度。应注意避免光谱辐照度和不同辐照度水平下的空间均匀性发生显著变化。6.4.3计算被测器件上的辐照度水平Gi，如下所示：6.4.3.1对于方法6.4.2a），如果标准器件不用于测量辐照度水平Gi：（2）式中：G0——是通过公式（1）计算：ki——是过滤元件的校准参数（即透射光的分数）。6.4.3.2对于方法6.4.2b）至6.4.2g其中标准器件用于测量辐照度水平Gi：GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:2020式中：IRC,i——是标准器件在辐照度Gi下测得的短路电流；IRC,STC——是标准器件在STC处短路电流的校准值；RC,i——是标准器件在辐照度Gi下短路电流的相对温度系数，单位为%/℃;Tm,RC,i——是在辐照度Gi下测量期间标准器件的温度；1000——是总辐照度的STC值，单位为W/m2；25——是结温的STC值，单位为℃;Ri，norm——是根据本文件计算的，用于解释辐照度Gi下标准器件非线性的线性系数。6.4.4确保在数据记录期间，被测器件和标准器件的温度稳定在±1℃范围内，且标准器件测量的总辐照度在±2%范围内保持恒定（或，如果适用，6.4.2b中给出的下限）。6.4.5对于每个辐照度水平（包括G0），移除阴影（如果使用），并立即同时读取以下所有读数：a)根据公式（3）计算辐照度Xi（等于Gi）的标准器件的温度Tm,RC和短路电流IRC，b)电气性能参数Yi和被测器件的温度Tm,DUT。6.4.6重复步骤6.4.2至6.4.5，以覆盖整个感兴趣的辐照度范围。数据采集的周期性应将整个感兴趣的辐照度范围划分为至少六个尽可能等距的间隔。如果有必要对I-V曲线进行校正，使其符合目标条件，而非面内总辐照度（例如温度则应根据IEC60891进行校正，并根据IEC60904-7进行光谱失配（SMM)计算。6.5测量值与温度的线性关系6.5.1通过下列方法之一改变被测器件的温度如果未明确提及任何器件，则该方法可应用于自然阳光下以及任何类型的太阳模拟器：a)使用温度控制器将被测器件温度调节至所需值；b)在自然阳光下或使用稳态太阳模拟器，暴露和遮蔽被测器件朝向自然或模拟阳光，以达到并保持所需的温度c)在自然阳光下或使用稳态太阳模拟器时，让被测器件自然升温。在这种情况下，在预热期间定期执行6.5.3中的数据记录程序，并稳定到目标温度，每次数据采集可通过简单地符合6.5.2中给出的要求来确保；GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:2020d)对于脉冲太阳模拟器，使用能够实现并保持被测器件温度在目标值的任何适当方法。6.5.2确保在每个数据采集期间，被测器件和标准器件的温度稳定在±1℃范围内，并且在自然阳光下，标准器件测量的总面内辐照度保持恒定在±2%范围内。如果遵循自然预热方法（见6.5.1c）），则允许将受试器件预冷却至低于环境空气温度的温度，以覆盖所需的温度范围。使用离散温度步进的方法不得与自然预热方法在不同温度下的单个测量序列中混合使用。6.5.3对于每个温度水平，移除遮光罩（如使用），同时读取被测器件的温度Xi和电气性能参数Yi，以及标准器件的温度Tm,RC和短路电流IRC。6.5.4重复步骤6.5.1至6.5.3。温度值应使感兴趣的范围以至少六个近似相等的增量跨越。应根据IEC60904-7进行光谱失配（SMM)校正，即使标准器件在光谱上与被测器件匹配。只有在整个温度范围内，光谱失配（SMM)的变化不大于1%时，才可将其作为测量不确定度计算的一部分。特别是在温度依赖性测量以及光谱响应随温度变化的光伏技术情况下。后者确实会产生光谱失配（SMM)，而光谱失配（SMM)又会随着温度的变化而变化。如果被测器件的光谱响应度在关注的温度范围内的几个温度下可用，则可以对这种温度相关的光谱失配（SMM)进行系统校正。或者，可以基于相同器件类型的光谱响应度7差分光谱响应度测量短路电流的线性特性和其他线性相关性的程序7.1线性特性测量7.1.1按照IEC60904-8（适用于单结器件）和IEC60904-8-1（适用于多结器件）的规定，在感兴趣的辐照度范围内，以至少六个近似相等的增量，测量作为偏光辐照度函数的绝对差分光谱响应度。绝对微分光谱响应度用符号表示：(λ,Isc,bias(Gb))式中：ISC,bias(Gb)——是由偏压光辐照度Gb产生的被测器件短路电流。7.1.2除第7.1.1点外，测量相对微分光谱响应度2rel(λ,ISC,bias(Gb))并使用以下公式将其缩放至绝对微分光谱响应度：(λ,Isc,biasGb=F×rel(λ,Isc,biasGb （4）比例因子F由下式给出：式中：ISC,CAL——是被测器件的校准短路电流，根据通过校准的任何所需标准光谱辐照度可能不同于IEC60904-8中规定的方法；GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:2020GCAL=EAMx(λ)dλ——是校准被测器件时的标准光谱辐照度的积分；标准光谱辐照度AMx的相对光谱响应度如下所示：7.1.3计算微分响应度AMx(Isc,bias(Gb))通过加权绝对值差分光谱响应度(λ,Isc,bias(Gb))（来自7.1.1或7.1.2）在每个给定偏差下根据以下公式，参考光谱AMx的电流ISC,biss(Gb)其中，AMx是要考虑的相关参考光谱。注：如果相关光谱是IEC60904-3所列出的光谱之一，则AMx等于AM1.5或AM1.57.1.4通用参考光谱AMx和辐照度E下的短路电流ISC(G)可通过求解以下公式进行数值推导：7.1.5建议确保偏光的相对光谱分布不会随辐照度水平发生显著变化。对于多结器件，每个结响应的光谱带之间的平衡也不应发生显著变化，并且应保持与IEC60904-3中给出的相关参考光谱对应的相同光谱平衡。7.2短路电流与温度的线性相关性测量7.2.1按照IEC60904-8（适用于单结光伏器件）和IEC60904-8-1（适用于多结光伏器件）的规定，在相关温度范围内，以至少三个近似相等的增量测量作为温度函数的差分光谱响应度。7.2.2除了对每个温度值执行7.1中所述的完整程序外，还可以通过两个连续步骤测量短路电流与温度的线性关系：7.2.2.1对相对光谱响应率srel,STC(λ)进行标准测量；7.2.2.2测量相对微分光谱响应度rel(λ,T,ISC,bias(Gb))作为温度T的函数，在恒定的偏置光下为Gb。后者的强度应足以产生短路电流ISC,biss至少等于STC、ISC,STC处短路电流的30%。7.2.2.3在前一点重复测量至少三个其他温度值，以便将整个感兴趣的温度范围划分为至少三个大致相等的间隔。7.2.3对于温度依赖性测量，对于光谱响应率随温度变化的光活性材料，应仔细评估光谱发射具有强烈峰值特征的偏压光源，例如氙气源或一些LED灯。事实上，当差分光谱响应度穿过强或弱发射的窄带时，这些光源可能会在被测器件感知的偏光强度中产生人为变化。在多结器件的情况下，应更仔细地考虑这种影响，对于多结器件，通过向整个被测器件施加外部偏置电压（见IEC60904-8-1）来产生被测结的短路电流条件。此外，由于偏置电压在很大程度上取决于未被测结的温度，对于多结器件，应在每个温度水平下正确设置偏置电压后进行温度依赖性测量。GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:2020注：如果在每个温度水平下未重置偏置电压，则由于被测结的不同设8双灯或N灯法测量短路电流线性特性的程序8.1背景如果光伏器件是线性的，那么当器件被两个光源A和B照亮时，其产生的短路电流等于各个光源产生的短路电流之和。在数学术语中，这由以下公式表示：（9）式中：IA+B——是灯A和B（即光源A+B）照射被测器件的短路电流；A或IB——是一个灯（A或B）照射被测器件、其他灯发出的光被遮挡时的短路电流。该方法的优点有两个：无需标准器件，且仅针对串联器件给出了总辐照度和光谱辐照度的空间不均匀性要求（见5.1）。这种方法的缺点是，它只能应用于严格大于2倍的总辐照度范围。实际上，在灯A（或B）产生的水平和灯A+B产生的水平之间的辐照度范围（定义的子范围）内，没有通过该方法测量的信息。由于光谱辐照度空间分布的变化可能会对被测器件结间的电流平衡产生影响，因此不建议将此方法用于多结光伏器件。如果该方法用于测量多结光伏器件的线性度，应注意在测量过程中不引入电流平衡变化。8.2双灯法测量程序8.2.1将被测器件连接至仪器，以测量ISC。8.2.2如果使用温度控制器，将被测器件的温度设置为相关值，并将其保持在±1℃范围内。8.2.3开始测量前，分别设置光源A和B。为此，在光源A+B的照明下，监测被测器件的短路电流ISC,并以任何适当的方式调整各个光源，直到ISC等于校准值ISC,CAL。这样，组合光源A+B给出的总面内辐照度（标记为GDUT,CAL）与被测器件校准时的总面内辐照度相对应。或者，通过使用可选标准器件（包括光谱失配校正），将辐照度设置为GDUT,CAL。注：对于双灯法，被测器件的校准值通常标记为I，因为它不一定在1000W/m下测量。8.2.4在继续之前，让光源稳定下来，如果需要和可能，微调其强度，使光源A+B测量的ISC等于ISC,CAL，在稳定后的不确定度范围内。在这种情况下，如果调整后测得的短路电流与调整前测得的短路电流偏差超过1%，则让电源进一步稳定。当两个光源A和B在被测器件中产生大致相同的短路电流时，即当：IA≅IB注：这相当于理想线性器件的I的一半。8.2.5测量短路电流I*A+B，I*A，I*B和Iroom（即两个光束被阻断时的短路电流）。前三个量是被测器件短路电流，也包括背景电流Iroom。然后计算纯粹由光源产生的短路电流，如下所示：GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:2020IA+B=I+B−Iroom IA=I−Iroom IA=I−Iroom 8.2.6将灯稳定在组合光源A+B的面内总辐照度的方便值后，重复步骤8.2.5。这些方便值可能大于GDUT,CAL，具体取决于感兴趣的总辐照度范围。在任何情况下，辐照度GDUT,CAL应包括在线性测量涵盖的整个范围内，所有测量的子范围应至少有一个辐照度值与至少一个其他子范围相同。如果定义Iroom的背景条件没有改变（例如，通过改变试验平面前面的过滤网），则不需要在每个辐照度水平重复测量Iroom。8.2.7可通过使用适当的滤光片或遮光元件，通过改变灯具与试验平面之间的距离，通过改变每个灯具的光强度，或通过减少A和B中光源的数量（如果后者是灯组）来改变辐照度。光强度的变化仅适用于单结光伏器件，且在5.1中规定的要求范围内，因为它通常意味着发射光的光谱分布发生变化，在某些情况下，与其他强度相比，可能会改变多结器件内结的平衡。8.2.8继续该过程（步骤8.2.5至8.2.7），直到测量出所有感兴趣的辐照度，包括GDUT,CAL。8.3N灯法测量程序8.3.1对于双灯法，遵循步骤8.2.1至8.2.4，并进行适当修改。例如，源A+B应表示为源,定义为所有可用单个源（即源1+2+…+N）的总和。8.3.2在8.2.5的示例中，测量组合电源和所有单独电源产生的短路电流，其中A+B应表示为：单个短路电流总计为N。这些短路电流构成一组测量数据。8.3.3综合源产生的ISC应逐个测量由单个N个光源产生的信号，以减少灯不稳定性的影响。8.3.4此外，测量至少一种光源组合产生的短路电流，用于单个灯和所有N个灯之间的每个其他辐照度水平，即：a)有两个来源（例如：1+2）；b)然后是三个来源（例如：1+2+3）；d)最后与N-1来源一起。例如：1+2+3+…+（N-1）如果可能，应对每个附加辐照度水平重复测量单个短路电流。例如，当有5个灯（N=5，灯的编号从1到5）且它们的组合辐照度为1000W/m2时，可通过选择以下选项来实现额外的中间辐照度水平：a)灯1与灯3、灯4和灯5一起达到800W/m2，即五个灯一起达到的总辐照度的4/5；b)灯2与灯3和灯4一起达到600W/m2，即五个灯一起达到的总辐照度的3/5；c)灯1和灯3一起达到400W/m2，即五个灯一起达到的总辐照度的2/5。9线性相关性和线性特性的计算GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:20209.1概述在测量过程中，验证除被评估参数外的任何参数是否在允许范围内保持恒定。当它们不是测量相关性的试验参数时，可根据IEC60891和IEC60904-7对本标准规定限值内的温度或辐照度变化进行分析校正，使其符合目标条件，或将其包括在线性相关性测量的整体不确定度计算中。这可能是一个迭代过程，当确定与线性相关性的偏差以及确定更精确的校正系数时，应更新该过程。这里包含的数据分析基于这样一个假设，即线性依赖关系由基于最小二乘线性拟合方法的回归线很好地描述。为便于描述，本文报告的数据分析显示了最简单的情况。将普通最小二乘直线拟合到测量的数据集{Xi，Yi}，测量不确定度不作为拟合计算的输入（见ISOTS28037:2010的5.8）。然而，由于需要进行线性相关性测量的不确定度计算，建议采用加权最小二乘问题（见ISOTS28037:2010第6条其中Yi的标准不确定度用作计算加权最小二乘直线校准函数的权重计算。注：ISOTS28037中讨论了处理更复杂情况（如X和Y之间的相关不确定性）的其他方法，请用户参考这些方法，9.2测量不确定度评估不确定度计算应明确考虑使用中的具体设置和进行的测量。因此，应评估所有在试验中产生电气性能参数意外变化的器件修改，并在可能的情况下进行校正，或在每次测量的整体不确定度计算中明确考虑。有关如何执行此任务的指导，请参阅参考书目。示例1：此类非期望变化的一个示例是，如果测试平面上的辐照度均匀性随辐照度水平变化，则可能会影响线性测示例2：另一个不期望的变化可能是在一系列温度依赖性测量期间，当工作温度发生变化时，被测器件中的温度均一般而言，IEC60904-7定义的光谱失配（SMM)也应针对特定测量和仪器进行评估，并在测量的整体不确定度计算中进行校正或包括在内。在后一种情况下，除线性测量外，可从代表该类型器件的具有统计意义的结果中得出一般考虑，且不确定度贡献可基于这些结果。9.3一般线性相关性偏差的确定9.3.1一般情况对于性能特征斜率，如ISC，VOC，Pmax温度，通过对测量的数据点{Xi，Yi}应用线性最小二乘拟合方法，计算测量函数Y（X）与理想线性相关性的偏差。线性拟合产生一组预测值，计算如下：（13）式中：i——是被测电气参数的预测值，基于数据集{Xi，Yi}的线性最小二乘最佳拟合；m——是计算的斜率；b——是线性拟合的计算截距。GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:2020注2：I、V和P温度的各自斜率定义了相应的温度最大系数（见IECTS61836或IEC60891）。本文件可用对于每个测量点，计算回归线描述的理想线性相关性的百分比变化NLDi，如下所示：NLDi=percentagedeviationfromlinearfunction=iyii测试参数Xi的每个值都有一个值NLDi。9.4短路电流与辐照度非线性关系的测定本计算程序适用于ISC与辐照度的所有测量程序，9.5中所述的双灯法和9.6中所述的N灯法除外。该程序的基础是，理想光伏器件的短路电流对辐照度的依赖性通过比例来描述：Isc(c×G)=c×Isc(G) 其中c是一个比例常数。基于PV被测器件（通常在STC下）的校准测量，公式（15）可写成：式中；G——是测量被测器件短路电流ISC时的辐照度；GDUT，CAL——是校准被测器件时的辐照度（通常为1000W/m2ISC,CAL——是被测器件短路电流的校准值。短路电流与辐照度的非线性NL定义为测量ISC与应用公式（16）中的比例预期值之间的百分比偏差。因此，NL首先被称为光伏器件短路电流的函数，然后通过使用校准值ISC,CAL作为参考点，将其转换为辐照度的函数。对于每个辐照度Xi，线性偏差百分比NLi计算如下：式中；Yi——是测量的被测器件短路电流；ISC,CAL——是是短路电流的校准值；GDUT,CAL——是校准被测器件时的辐照度；Xi=Gi——是测量Yi时的辐照度。可以根据ISOTS28037中描述的程序进行深入分析，包括所有测量点的不确定度，同时始终向被测器件的校准值归一化，以便在ISC等于ISC,CAL时，NLi等于零。线性因子Ri,norm通过以下公式求得GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:2020根据定义，当ISC等于ISC,CAL时，它等于1。可通过公式（3）计算针对测量其的光伏器件非线性校正的辐照度Gi,corr。9.5双灯法测定短路电流与辐照度的非线性关系以下步骤是必要的，以便根据双灯法的测量结果获得线性偏差。本文所述程序源自光度法中常用的数据分析（参考文献请参见参考书目并进行调整，以参考光伏器件1）对于每三组由公式（10）至（12）定义的短路电流IiA+B、IiA和IiB，计算Rloc,i2）现在考虑变量空间{ISC，R}，其中R是指整体短路电流（相当于辐照度）范围的比值。3）考虑测量的子范围k，其中包含最接近其上限的值ISC,CAL。通过对点{Ikave，Rloc,k}和{IkA+B，1}应用线性拟合，计算校准值ISC,CAL的局部比值Rloc,CAL，其中Ikave短路电流IkA和IkB。4）通过计算以下各项，将该子范围的局部比率Rloc,k转换为全局比率Rk：式中：R(ISC,CAL)——是校准值与整体关注范围的比值。根据定义，它被设置为1；RkkA+B)——是短路电流子范围k的上限(IkA+B)的比率，现在与整体关注范围相关；mk和bk——是分别是通过点{ISC,CAL，1}和{IkA+B，1/Rloc,CAL}的线性拟合的斜率和截距（分别在公式（20）和（21）中定义）。5）计算最近第j子范围的Rj值（至少有一个点应与第k子范围重叠）。为此，首先用公式（23）计算最接近第k个子范围的第j个子范围限值的插值：式中：jA+B——第j个子范围的上限，与第k个子范围相比，第j个子范围的辐照度较低；mk和bk——与公式（22）中的相同。公式（23）使用符号表示上限，但它也可能适用于与初始第k子范围相比辐照度更高的重叠子范围。在后一种情况下，插值所考虑的短路电流为Ijave，如本款第2）步所定义，而不是IjA+B值.6）然后，将刚刚为插值点{IjA+B，Rj(IjA+B)}计算的比率与第j子范围的局部比率结合起来，以便：GB/T6495.10—202X/IEC60904-10:20207）对所有子范围重复步骤5）至6），始终使用公式（23）插值下一个子范围的上限，下一个子范围与上一个子范围重叠，用于向下辐照度水平，或上一个子范围的下限。8）对于每个Ri(Iiave)值，计算非线性NLi为：NLi以百分比表示，并与短路电流值Iiave相关，短路电流值Iiave是短路电流IiA和IiB的平均值。9）对于每个Ri,norm，可通过公式（3）计算辐照度Gi,corr，根据本标准对光伏器件的非线性进行校正。9.6N灯法测定短路电流与辐照度的非线性关系以下步骤是必要的，以获得基于N灯法测量的线性偏差。本文描述的程序源自光度法中常用的数据分析（参考文献请参见参考书目并进行调整，以参考光伏器件校准时的辐照度（通常为1000W/m2）。1）对于每个数据集