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電子負(fù)載在太陽能電池測(cè)試中的應(yīng)用
2016-01-13
太陽能作為一種“取之不竭，用之不盡”的能源，具有普遍、安全、無害、巨大及長(zhǎng)久的特點(diǎn)，現(xiàn)在在人們的生活中得到廣泛的應(yīng)用，如太陽能熱水器、太陽能空調(diào)、太陽能照明等，而這些又需要到另外一種太陽能產(chǎn)品——太陽能電池。
太陽能產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)增加了對(duì)太陽能電池測(cè)試和測(cè)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(cè)試需要運(yùn)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(cè)試設(shè)備。
現(xiàn)在，太陽能電池測(cè)試解決方案主要有兩種形式：完整的交鑰匙系統(tǒng)和通用的測(cè)試儀器。
如果需要在太陽能電池最大輸出功率時(shí)進(jìn)行測(cè)試，許多研究實(shí)驗(yàn)室都具備低功耗四象限電源（有時(shí)也稱為SMU），并具有以下功能：
提供精確的正電壓和負(fù)電壓（“提供”也可稱為“施加”）。
提供精確的正向和反向電流（提供反向電流也被稱為電流流入到電源中）。
精確地測(cè)量待測(cè)器件（DUT）的電壓和電流（測(cè)量也被稱為檢測(cè)）。
大多數(shù)高精度四象限電源都只能提供3A的電流或20W的連續(xù)功率。
在測(cè)試較小的單個(gè)電池時(shí)，這些最大電流和功率是可接受的，但是隨著電池技術(shù)向更高的效率、更大的電流密度和更大的電池尺寸推進(jìn)，電池的功率輸出將很快會(huì)超 出這些四象限電源的最大額定值。太陽能模組的輸出通常會(huì)超過50W，而且可能會(huì)爬升至300W或更高，這意味著許多針對(duì)模組的測(cè)試都無法使用四象限電源來完成。
在這些情況下，工程師應(yīng)當(dāng)借助于現(xiàn)成的 電子負(fù)載 、 直流電源、DMM和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，包括溫度測(cè)量、掃描、轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)記錄設(shè)備，以便在寬泛的操作范圍內(nèi)靈活地進(jìn)行獨(dú)特的測(cè)試，并且達(dá)到預(yù)期的測(cè)試精度。例 如，可以使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來掃描環(huán)境和待測(cè)器件的溫度，已校準(zhǔn)的參考電池的電壓，以及在測(cè)試中需要捕獲的各種其他測(cè)試參數(shù)。
對(duì)于太陽能電池的測(cè)試，一般標(biāo)準(zhǔn)的電子負(fù)載就可用于測(cè)試太陽能電池。
考慮到太陽能電池會(huì)產(chǎn)生能量，當(dāng)使用四象限電源對(duì)它進(jìn)行測(cè)試時(shí)，電源的實(shí)際工作模式是：太陽能電池在電源的端子上施加一個(gè)正電壓。同時(shí)，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(xué)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(fù)載。因此，對(duì)于大多數(shù)有光照射并且太陽能電池也產(chǎn)生能量的太陽能電池測(cè)試而言，四象限電源實(shí)際上發(fā)揮著電子負(fù)載的作用。
使用電子負(fù)載的優(yōu)勢(shì)在于這種負(fù)載可用在各種電流和功率水平。使用額定50W或高達(dá)數(shù)千瓦特和數(shù)百安培的電子負(fù)載，可以輕松克服四象限電源帶來的3A，20W的限制。
電子負(fù)載可在恒壓、恒流、恒阻及恒功率模式下對(duì)太陽能電池進(jìn)行工作。比如在恒壓模式下電子負(fù)載可以通過調(diào)節(jié)流經(jīng)自己的電流，從而調(diào)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(chuàng)建電壓掃描，使用負(fù)載來控制太陽能電池輸出端的電壓，然后測(cè)量產(chǎn)生的電流。
電子負(fù)載產(chǎn)品鏈接：http://www.91zenqing.cn/product/Electronic-load/
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