電子負載在太陽能電池測試測量中的應用

　　太陽能產業的成長增加了對太陽能電池測試和測量解決方案的需求，而且隨著太陽能電池尺寸的增大和效率的提高，電池測試需要運用更大的電流和更高的功率水平，這就要求采用更加靈活的測試設備。
　　
　　通常需要測量太陽能電池的幾項關鍵參數，這些參數主要是：
　　
　　●開路電壓。在電流等于0時的電池電壓。
　　
　　●短路電流。當負載電阻等于0時，從電池流出的電流。
　　
　　●電池的zui大功率輸出。電池輸出zui大功率時的電壓值和電流值。
　　
　　●電池的電壓值。
　　
　　●電池的電流值。
　　
　　●電池串聯電阻。
　　
　　●電池旁路電阻（或并聯電阻）。
　　
　　常見解決方案
　　
　　現在，太陽能電池測試解決方案主要有兩種形式：完整的交鑰匙系統和通用的測試儀器。
　　
　　如果需要在太陽能電池zui大輸出功率時進行測試，許多研究實驗室都具備低功耗四象限電源（有時也稱為SMU），并具有以下功能：
　　
　　●提供的正電壓和負電壓（“提供”也可稱為“施加”）。
　　
　　●提供的正向和反向電流（提供反向電流也被稱為電流流入到電源中）。
　　
　　●地測量待測器件（DUT）的電壓和電流（測量也被稱為檢測）。
　　
　　大多數高精度四象限電源都只能提供3A的電流或20W的連續功率。
　　
　　在測試較小的單個電池時，這些zui大電流和功率是可接受的，但是隨著電池技術向更高的效率、更大的電流密度和更大的電池尺寸推進，電池的功率輸出將很快會超出這些四象限電源的zui大額定值。太陽能模組的輸出通常會超過50W，而且可能會爬升至300W或更高，這意味著許多針對模組的測試都無法使用四象限電源來完成
　　
　　在這些情況下，工程師應當借助于現成的電子負載、直流電源、DMM和數據采集設備，包括溫度測量、掃描、轉換和數據記錄設備，以便在寬泛的操作范圍內靈活地進行*的測試，并且達到預期的測試精度。例如，可以使用數據采集系統來掃描環境和待測器件的溫度，已校準的參考電池的電壓，以及在測試中需要捕獲的各種其他測試參數。
　　
　　對于太陽能電池的測試，一般標準的電子負載就可用于測試太陽能電池。
　　
　　考慮到太陽能電池會產生能量，當使用四象限電源對它進行測試時，電源的實際工作模式是：太陽能電池在電源的端子上施加一個正電壓。同時，電流從太陽能電池流入四象限電源的端子，這意味著四象限電源看到的是反向電流（就其端子而言）。在這些條件下，也可以稱四象限電源是“電源沉”。
　　
　　從電學上講，兩端加有正電壓并有電流流入（也就是反向電流）的儀器被稱為電子負載。因此，對于大多數有光照射并且太陽能電池也產生能量的太陽能電池測試而言，四象限電源實際上發揮著電子負載的作用。
　　
　　使用電子負載的優勢在于這種負載可用在各種電流和功率水平。使用額定50W或高達數千瓦特和數百安培的電子負載，可以輕松克服四象限電源帶來的3A，20W的限制。
　　
　　電子負載可在恒壓、恒流、恒阻及恒功率模式下對太陽能電池進行工作。比如在恒壓模式下電子負載可以通過調節流經自己的電流，從而調整它兩端的電壓，以保持恒定的電壓值。因此，恒壓模式可用于創建電壓掃描，使用負載來控制太陽能電池輸出端的電壓，然后測量產生的電流（如圖1所示）。　　
　　有些負載（如費思科技的FT6600A系列）可以快速地執行一系列CV定位點，以便在CV模式下掃描輸出電壓，從而快速地描繪出I-V曲線。同時，負載可以將從太陽能電池流出到負載內的電流波形數字化，類似于捕獲示波器曲線。
　　
　　費思FT6600A能夠對太陽能電池進行長時間的測試記錄計算，如電池的充放電測試記錄、內阻計算、容量計算；電子負載有較強的程控功能和人機界面，通常具有彩色圖形顯示界面和GPIB接口。