Trong đó:

i  là chỉ số lớp tiếp giáp;

Z_i  là hệ số phù hợp đối với lớp tiếp giáp thứ i;

G_ref  là bức xạ chuẩn;

G_i,meas  là bức xạ được đo bằng thiết bị chuẩn thứ i (trong trường hợp một thiết bị chuẩn duy nhất, đại lượng này bằng nhau đối với từng lớp tiếp giáp);

MM_i  là hệ số không phù hợp cho lớp tiếp giáp thứ i đối với thiết bị chuẩn thứ i, phân bố phổ bức xạ thử nghiệm và phân bố phổ bức xạ chuẩn, được tính theo TCVN 12678-7 (IEC 60904-7).

Z  phải được tính đối với tất cả các lớp tiếp giáp. Đại lượng này về cơ bản đại diện cho sự phù hợp giữa bức xạ hiệu quả (TCVN 12678-7 (IEC 60904-7)) trong quá trình đo và phân bố phổ bức xạ chuẩn, có tính đến sự không phù hợp phổ.

Ngoài ra, các đại lượng sau có thể có ích, nhưng việc tính toán chúng là tùy chọn:

• dòng điện được tạo ra trong từng lớp tiếp giáp

...

...

...

(2)

trong đó:

j_i  là dòng điện của lớp tiếp giáp thứ i;

A_i  là diện tích hoạt động của lớp tiếp giáp;

SR_i  là đáp ứng phổ tuyệt đối;

G_i  là phổ bức xạ (cho cả bức xạ chuẩn G_ref cũng như bức xạ G_meas, theo đó đặc tính dòng điện-điện áp được đo);

λ  là chiều dài bước sóng;

• tiếp giáp giới hạn dòng điện:

j_lim = min(j_i)

...

...

...

• cân bằng dòng điện giữa các lớp tiếp giáp:

(4)

Việc tính toán trong công thức (2) nói chung đòi hỏi đáp ứng phổ tuyệt đối. Tuy nhiên, nếu đáp ứng phổ của tất cả các lớp tiếp giáp được biết trên cùng một tỷ lệ tương đối, thì các tính toán vẫn có ý nghĩa.

7.3  Điều kiện đo

Các điều kiện sau đây phải được đáp ứng trong các phép đo đặc tính dòng điện-điện áp:

• hệ số phù hợp Z_i đối với tất cả các lớp tiếp giáp nằm trong khoảng 1,00 ± 0,03. Sai lệch so với 1 đơn vị càng nhỏ thì độ không đảm bảo đo càng nhỏ và chất lượng của phép đo càng cao. Do đó, sự phù hợp 1,00 ± 0,01 cần được đặt mục tiêu nhưng có thể không đạt được cho tất cả các trường hợp.

Ngoài ra, các điều kiện sau đây phải được đáp ứng. Việc xác định chúng là có ích nhưng không bắt buộc.

• tiếp giáp giới hạn dòng điện dưới phân bố phổ bức xạ thử nghiệm giống như dưới phân bố phổ bức xạ chuẩn.

...

...

...

Trong mọi trường hợp, phải thực hiện phân tích về độ không đảm bảo đo phát sinh từ sai lệch dư.

8  Phép đo đặc tính dòng điện-điện áp

8.1  Phép đo với phổ bức xạ điều chỉnh được

Khi điều chỉnh phổ bức xạ, mục đích là điều chỉnh bộ mô phỏng mặt trời sao cho bức xạ hiệu quả (xem TCVN 12678-7 (IEC 60904-7)) bằng với bức xạ chuẩn cho tất cả n lớp tiếp giáp trong thiết bị cần thử nghiệm, tức là đáp ứng yêu cầu cho Z_i từ 7.3. Điều này đạt được thuận tiện nhất bằng cách sử dụng n thiết bị chuẩn thành phần phù hợp. Tuy nhiên, điều này cũng có thể đạt được với một thiết bị chuẩn băng thông rộng tính toán Z_i dựa trên phổ bức xạ của phân bố phổ bức xạ thử nghiệm. Sử dụng thiết bị chuẩn băng thông rộng khó đo hơn và dẫn đến độ không đảm bảo đo lớn hơn. Việc sử dụng n thiết bị chuẩn thành phần xấp xỉ đáp ứng phổ của n lớp tiếp giáp là một sự thỏa hiệp giữa hai phương pháp.

Trong thực tế, phổ bức xạ của bộ mô phỏng được điều chỉnh cho đến khi các hệ số phù hợp Z_i đối với tất cả các lớp tiếp giáp đáp ứng các yêu cầu của 7.3. Sau khi điều chỉnh phổ bức xạ, đo đặc tính dòng điện-điện áp trên thiết bị nhiều lớp tiếp giáp.

Ngoài ra, nhưng tùy chọn, phép đo cần được lặp lại bằng cách sử dụng các phổ khác nhau để cho phép từng lớp tiếp giáp của thiết bị lần lượt giới hạn dòng quang điện, sao cho đặc tính dòng điện-điện áp sẽ phản ánh chủ yếu tính năng của tiếp giáp giới hạn.

8.2  Phép đo với phổ bức xạ cố định và ánh sáng mặt trời tự nhiên

Phép đo này tương tự như trường hợp của các thiết bị quang điện một lớp tiếp giáp.

Đối với các bộ mô phỏng mặt trời, sự điều chỉnh duy nhất là cường độ bức xạ tổng (xem xét sự thay đổi liên quan của phổ bức xạ). Đối với các phép đo dưới ánh sáng mặt trời tự nhiên, việc lựa chọn các điều kiện phù hợp là có thể.

...

...

...

9  Phân tích dữ liệu

Phép đo đặc tính dòng điện-điện áp sẽ có độ không đảm bảo đo do dải điều kiện đo cho phép theo 7.3. Tất cả những yếu tố khác đều bằng nhau, độ không đảm bảo đo càng nhỏ thì các điều kiện đo càng được đáp ứng.

Trong trường hợp đã biết tiếp giáp giới hạn dòng điện, kết quả đo có thể được cải thiện bằng cách chuyển đặc tính dòng điện-điện áp đo được thành bức xạ chuẩn (tức là hiệu chỉnh độ lệch của Z_i so với 1) đối với tiếp giáp giới hạn dòng điện.

Khi chưa biết tiếp giáp giới hạn dòng điện, không được thực hiện hiệu chỉnh trừ trường hợp đặc biệt sau đây. Khi tất cả Z_i lệch so với 1 theo cùng một hướng (ví dụ Z₁ = 1,02 và Z₂ = 1,03 đối với thiết bị hai lớp tiếp giáp), đường cong I-V có thể được chuyển thành Z trung bình (trong ví dụ Z = 1,025) sao cho các đặc tính hiệu chỉnh Z₁ = 0,995 và Z₂ = 1,005. Điều này sẽ làm giảm độ không đảm bảo đo tổng của kết quả cuối cùng. Không được thực hiện sự chuyển đổi đường cong đối với nhiệt độ.

Trong trường hợp không có các điều khoản khác, IEC 60891 được sử dụng cho mục đích chuyển đổi đương cong. Các tham số cần thiết phải được xác định theo IEC 60891 trong các điều kiện thí nghiệm gần với các điều kiện được sử dụng để đo đặc tính dòng điện-điện áp được điều chỉnh (đặc biệt, với cùng một tiếp giáp giới hạn dòng điện). Bất kỳ quy trình chuyển đổi đường cong nào được mô tả trong IEC 60891 đều được phép.

10  Báo cáo

Sau khi hoàn thành quy trình, một báo cáo về phép đo dòng điện-điện áp phải được chuẩn bị bởi tổ chức thử nghiệm. Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất thông tin theo yêu cầu của TCVN 12678-1 (IEC 60904-1). Ngoài ra, phải bao gồm các điều khoản sau (được quy định cho từng lớp tiếp giáp):

• Phổ bức xạ thử nghiệm là hàm của bước sóng (duy nhất cho tất cả các lớp tiếp giáp);

• Hệ số phù hợp Z_i;

...

...

...

• Bức xạ đo được G_i,meas đối với từng thiết bị chuẩn;

• Phân tích độ không đảm bảo đo có xem xét độ lệch của điều kiện đo so với điều kiện chuẩn o

Các thông tin dưới đây có thể được bao gồm:

• Nhận dạng lớp tiếp giáp giới hạn dòng điện đối với cả phổ thử nghiệm và phổ chuẩn;

• Cân bằng dòng điện Bal_ij đối với tất cả các lớp tiếp giáp.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] M. A. Steiner and J. F. Geisz, "Non-linear luminescent coupling in series-connected multijunction solar cells", Appl. Phys. Lett. 100, 251106,2012

[2] S. R. Kurtz, K. Emery and J. M. Olson, "Methods for analysis of two-junction, two-terminal photovoltaic devices", Proc. Of First WCPEC, Hawaii,1994, pp. 1733-1737

...

...

...

[4] M. Pravettoni, A. Virtuani, K. Keller, M. Apolloni, and H. Müllejans, "Spectral mismatch effect to the open-circuit voltage in the indoor characterization of multi-junction thin-film photovoltaic modules", Proc. 39th IEEE PVSC, Tampa 2013, pp. 706-711

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12678-1-1:2020 (IEC 60904-1-1:2017) về Thiết bị quang điện - Phần 1-1: Phép đo đặc tính dòng điện-điện áp quang điện của thiết bị quang điện nhiều lớp tiếp giáp