JJF 1615-2017 太阳模拟器校准规范 JJF1615-2017 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国国家计量技术规范JJF1615—2017
太阳模拟器校准规范
Calibration Specification for Solar Simulators2017-02-28发布
2017-05-28实施bzxZ.net
国家质量监督检验检疫总局发布JJF1615—2017
太阳模拟器校准规范
Calibration Specification
for Solar Simulators
归　口　单位：全国光学计量技术委员会　主要起草单位：中国计量科学研究院中国测试技术研究院
参加起草单位：扬州光电产品检测中心JJF 1615—2017
国家太阳能光伏产品质量监督检验中心本规范委托全国光学计量技术委员会负贵解释本规范主要起草人：
JJF1615—2017
熊利民（中国计量科学研究院）孟海凤（中国计量科学研究院）陈潇(中国测试技术研究院)
参加起草人：
张俊超（中国计量科学研究院）赵文 (扬州光电产品检测中心)
孙晓（国家太阳能光伏产品质量监督检验中心）KAOMiKAca
引用文仆
术语和计量单位·
3. 1 AM0 条件
3.2AM1.5G条件
光谱匹配度·
辑照度不均勾度
辐照度不稳定度
计量特性·
校准条件
6.1环境条件
测量标准及其他设备
7校准项目和校准方法
7.1校准前检查
校准项
8校准结果表达
9复校时间问隔
附录A校准结果内贞推荐格式
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附录I3校准原始记录内页摊荐格式附录C
校准不确定度评示例
（2）
（3）
KAONiKAca
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本规范参照1EC60904-9一2007《光伏器件第9部分：太阳模拟器性能要求》（Pholovoltaic devices—Part 9： Solar simulator performance requiremients)制定。为满足国内光伏行业关键仪器设备的计量需求，本规范依据JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》和JJF1059.1一2012《测量不确定度评定与表示》，增加了以下内容：
一明确了太阳模拟器三项性能指标校准的具体方法（见7.2）；一增加了校准结果不确定度评定示例（见附录（)；一明确了对校准结果内贞格式的要求（见8）。本规范为首次发布。
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1范围
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太阳模拟器校准规范
本规范适用于太阳光伏和其他相关行业用稳态和瞬态太阳模拟器的性能校准。2引用文件　
本规范引用了下列文件：
EC60904-9：2007《光伏器件第9部分：太阳模拟器性能要求》（Photovoltaicdcvices--Part 9: Solar simulator performance requirements)凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3术语和计量单位
以下术语和定义适用于本校准规范：3.1AMo条件AMocondition
标定利测试空间用（AM=0，即地球的大气层外，大气质量为0，未受到大气层的反射和吸收）太阳电池所规定的太阳辐照度和光谱输照度分布。3.2AM1.5G条件AM1.5Gcondition标定和测试地面用（AM=1.5，即太阳光通过大气的实际距离为大气垂直厚度的1.5倍，对应的天项角约为48°）太阳电池所规定的太阳输照度和光谱辐照度分布。3.3光谱匹配度spectralmalch
太阳模拟器光源的光谱相对于标准太阳光谱辐照度的匹配程度。3.4辐照度不均匀度irradiancenon-uniformity在整个有效工作区域内，太阳模拟器的辐照度最大值（E.x）和最小值（E…..）之间的相对偏差。辐照度不均匀度一（Emux-Emin)/(Emax+-Emin）×100%。3.5輪照度不稳定度irradiance instability有效辐照面内任意给定位置上，在规定的时间间隔内，太阳模拟器的辑照度最大值（Emx）和最小值（Emin）之间的相对偏差，辑照度不稳定度=(Erax一Emin)/(Fmax十Ei)×100%辅照度不稳定度包括短期不稳定度和长期不稳定度。4概述
太阳模拟器是模拟自然太阳光谱和辐照度的一种光源设备，通常由光源和电源、光学部件和滤光片、以及控制操作系统组成，如图1所示。依据IEC60904-9；2007，衡量太阳模拟器优劣的技术指标主要包括三个方面：光谱匹配特性（与AMO或AM1.5G太阴光谱辐照度分布作比较），辐照度不均勾度和辐照度不稳定度。1
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5 量特性
光源/光学
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控制系统
被测组件
图1典型的瞬态太阳模拟器结构示意图5.1太阳模拟器光谱辐照度：光谱匹配度，即与AMO或者AM1.5G标准光谱辆照度对比，偏离范用在［0.75，1.25]，则为A级；［0.6，0.75）或者（1.25，1.4]，则为B级；「0.4，0.6）或者（1.4，2.0]，则为C级。5.2太阳模拟器辐照度不均勾度：小于或等于2%，则为A级；（2%，5%1为B级；(5%，10% 为C级。
5.3太阳模拟器辐照度不稳定度：a）短期不稳定度：小于或等于0.5%，则为A级；（0.5%，2%］为B级；（2%，10% 为 C级。
b）长期不稳定度：小于或等于2%，则为A级：（2%，5%为B级；（5%，10%1为C级。
注：以上指标不是用于合格性判别，仅供参考。6校准条件
6.1环境条件
6.1.1温度：校准过程温度变化范为23℃士5℃；6.1.2相对湿度：≤80%RH；
6.1.3电源电压：交流电源【220(1士10%）7V；6.1.4其他条件：环境清洁通风，无影响仪器正带工作的电磁场、机械振动，光学暗案条件。
6.2测最标准及其他设备
校准用计量器具和测量标准应经计量技术机构检楚合格或校准，并在有效期内。6.2.1光谱辐照度计：用于测量太阳模拟器的光谱辐照度分布，对于瞬态太阳模拟器，要求能够采集响应速度为ms量级的光辅射。工作波长范困需覆盖300nm~～1100nm，波长准确度十2 nm。
6.2.2检测器：用丁测量太阳模拟器的辐照度，测量过程中稳延性优了去0.2%，温度2
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系数小于0.1%/℃，可采用硅探测器或单品硅太阳电池片。6.2.3I-V转换器：用于将太阳电池片在太阳模拟器辐射下产生的电流信号转化为电压信号，转换器的负载阻值大小与短路电流的乘积应小于开路电压值的3%，并满足响应时间要求。
6.2.4数据采集卡或数字电压表：用于采集在太阳模拟器的辐射下检测器所产生的信号，准确度等级为0.01级，并可满足响应时间要求。6.2.5校准结果需要给出对应校准不确定度，评定方式参考附录C。7校准项目和校准方法
7.1校准前检查
7.1.1核对检查被校太阳模拟器的名称、规格型号、生产厂商、牡厂编号等。7.1.2确认被校太阳模拟器的正常工作状态，有效工作面积以及周围环境状况等。7.2校推项目
校准项目包括光谱匹配特性（与AMO或AM1.5G太阳光谱辐照度分布作比较）、辐照度不均勾度、辐照度不稳定度三项指标。7.2.1光谱匹配度校准
7.2.1.1用光谱辐照度计，测试太阳模拟器输出的光谱辐照度分布，在有效波段范围内（AMo为300nm~1100nm，AMl.5G为400nm～1100nm）计算其积分辐照度。7.2.1.2计算各波长间隔内的光谱辐照度分布（即占积分辐照度的百分比），与表1中标准光谱辐照度分布（AM0或AM1.5G）的百分比之比值为光谱匹配度。表1标准光谱辐照度分布
占有效波段内积分辐照度的百分比/%波长范围/nm
300~~400
400~500
500～600
600～700
700~800
800900
900-~1[00
AM0条件（有效波段300nm~
1 100 nm)
AM1.5G条件（有效波段400nm~
1 100 nm)
将各波段的比值与表2中数值范用进行比较，由最差的光谱匹配度等级确楚7.2. 1. 3
太阳模拟器的光谱匹配级别，
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表2光谱匹配等级划分
光谱匹配特性（与表1中AMO或AM1.5G条件下T分比的偏离范围）[o. 75, 1.25']
[0.6，0.75)或者（1.25，1.4】[0.4,0.6)或者(1.4，2.0]
7.2.2辑照度不均勾度校准
7.2.2.1校准原理和装置示意图
本规范所采用校准方法的原理是：根据检测器短路电流与辐照度成正比的关系，用数据采集系统收集太阳模拟器辐射下检测器的短路电流经I-V转换后的信号，以等效于采集翰照度。辐照度不均匀度的校准典型装置示意图如图2所示，其中作为检测器的硅太阳电池可以替换成其他符合要求的检测器。能粘池
I-V转换器
采集·F
HNC连接器
图2照度不均匀度和不稳定度校准装置示意图7.2.2.2校准方法和步骤
（1）将太阳模拟器的工作面均等划分为若下个区域，每个区域的有效受光面积不得大于100cm，区域的个数由太阳模拟器总的有效T作面积所决定，一般不少于64个。（2）对于稳态太阳模拟器，用检测器沿着工作面内选定的方向移动，采集其在每个区域的信号。
（3）对于瞬态太阳模拟器，其检测器移动测量过程同稳态太阴模拟器，由于单次闪光脉冲检测器只能测量到一个区域的辐照度，因此整个测量过程需要多次闪光脉冲小可完成。为避免多次闪光脉冲重复性影响不均勾度校准，需要放置另一检测器汀有效工作面的固楚位置，以监视多次闪光脉冲的变化。（4）在整个有效作面各测试区城内，找出检测器信号的最大值（Vx）和最小值（V），对最大值和最小值位置进行复测，以确定是否因偶然因素导致误判。然后根据公式（1）进行不均匀度计算：
不均勾度%=（Emx—Emin)/Emax+Euin)×100%=(Vmax —Vmin)/(Vmx +V.i)X100%（5）对比表3等级划分的数值，得出太阳模拟器辐照不均勾度的等级。4
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表3太阳模拟器辐照度不均匀度和不稳定度的等级划分范围辐照度不均匀度
7.2.3辐照度不稳定度校准
7.2.3.1、校准原理和装置示意图校准原理和装置间辐照度不均匀度校准。7.2.3.2校准方法和步骤
辆照度不稳定度
短期不稳定度
（1）将检测器放置在有效工作面内征意固定位置。（2）太阳模拟器的短期不稳定度测量：长期不稳定度
a）如果I-V测试用太阳模拟器可同时采集辐照度、电压和电流信号，则光需进行测量，即可判定其短期不稳度为A级；b）如果I-V测试用太阳模拟器是非同时采集辐照度、电压和电流信号，分别测量I-V曲线上每个数据所对应的上述三个信导采集时间间隔内检测器信号的变化，取其中变化最大的一组信号用于评定其短期不稳定度。（3）瞬态太阳模拟器的长期不稳定度测量：a）对于长脉冲太阳模拟器，其长期不稳定度是指在单个脉冲数据采集时间内的辐照度变化，如图3。将检测器置于有效工作面内选定位置，并确定脉冲数据采样时间范围，测量在这个时间范围内检测器信号。单点采样时间
总采樂时简
。辐照度
×电流
图3长脉冲太阳模拟器数据采集示意阁b）对丁短脉冲太阳模拟器，其长期不稳定度是指在测试整条 I-V曲线过程中所需的多个单脉冲中数据采样时间内的最大辐照度变化，如图4，方法同a）。5
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单点采拌时间单点采样时间
辐照度
x电流
图←短脉冲太阳模拟器数据采样示意图（4）稳态太阳模拟器的长期不稳定度测量将检测器置于有效工作面内选定位置，在一定总时间内，根据设备要求每隔固定时间测量检测器信号。
（5）在整个测量过程中，找出检测信号的最大值和最小值，按照公式（2）进行计算：
不稳定度%=（EmaxEmin）/（Em×+Emm）X100%=(Vmx -Vmin)/(Vmax +Vmin)X100%（6）对比表3中等级划分的范用，得山太阳模拟器辅照度不稳定度的等级。8校准结果表达
校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括以下信息：a）标题：“校雅证书”；
b）实验室名称和地址；
c）进行校准的地点（如果与实验室的地证不同）；d）证书的唯-性标识（如编号），每页及总页数的标识；e）客户的名称和地址；
f）被校对象的描述和明确标识；(2)
g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收目期：
h）如果与校推结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；）本次校准所用测量标准的溯源性及其有效性说明；k）校准环境的描述；
1）校准结果及其测量不确处度的说明，m）对校准规范的偏离的说明；
Ⅱ）校推证书或校推报告签发人的签名、职务或等效标识；0）校准结果仪对被校太阳电池有效的古明：p）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的明。6
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具体参照附录A，格式上可依据实际情况做合理改动。被校太阳模拟器的光谱辐照度分布、辐照度不均勾度和不稳定度校准过程中采集的数据应记入校准原始记录，按附录B的格式给山。
9复校时间间隔
复校时间间隔建议为1年。由于复校时间间隔的长短是由太阳模拟器的使用情况使用者及其本身质量等谱因素所决定的，送校单位可根据实际使用情况自主决定是否缩短校准周期。
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