图2: (a) 照片显示了在Fraunhofer ISE屋顶上的太阳光追踪装置安装了Flatcon CPV模块,该CPV模块在室外条件下进行了一年多的测量。 (b) 测量得到的CPV模块转换效率的分布,测量获得了10,000多条IV曲线。
对PV模块的测量评级必须要符合国际标准。对于CPV而言,其标准测量条件是2013年公布的IEC 62670-1规范。这个文件包含有两种类型的标准条件:聚光型标准工作条件(CSOC)和聚光型标准测试条件(CSTC)。表1总结了与直接垂直辐射(DNI)、温度、风速和太阳光频谱分布等相关的要求。
CSTC条件是在实验室控制条件下对CPV模块(以及CPV电池)进行室内测量的相关条件,而CSOC则与CPV模块进行室外测量的有关条件。因而对于CSTC而言,定义风速是没有意义的,因为风速主要是对温度稳定在25℃的PV电池会有测量影响。
表1:IEC 62670-1所规定的CPV标准测试条件
尽管已经有了CPV器件测量评级条件的规范,但是对于IEC 62670-1的文件方面还有大量的工作需要开展。为了能在这些条件下进行实际的评级测量程序,当前的工作还涉及到对其的定义问题。国际电工委员会的第82技术委员会第7工作组(IEC TC82 WG7)正在进行讨论,其中我们与CPV行业以及其它研究机构的同事一起合作来开发对于CPV的国际标准。IEC TC82 WG7现在正在起草IEC 62670-3标准,它将会更新CPV评级测量的程序。
对我们的模块测量数据进行筛选后就可以确定CSOC条件下的模块转换效率,这样可以比较容易地排除掉环境温度、风速和DNI的影响,因为这些参数都与测量的结果直接相关。更为复杂的是要考虑到太阳光照射在模块上时会在光谱分布上产生变化。然而,通过使用我们的“黑色光子(Black Photon)”系统中的单元电池的测量可以解决这一问题。通过吸收不同波长范围的光,三个电池中的每一个子电池都能够产生电流,因此其电流强度就可以用来表征太阳光在不同波长范围中的相对强度。