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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 Simulators
2017-05-28实施
2017-02-28发布
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
JJF 1615—2017
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
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责解释 JJF1615—2017
本规范主要起草人：
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） JJF1615—2017
目 录
引言 1 范围· 2 引用文件· 3 术语和计量单位 3.1AM0条件 . 3.2 AM1.5G条件 3.3 光谱匹配度.. 3.4 辐照度不均匀度. 3.5 辐照度不稳定度. 4 概述· 5 计量特性·
(Ⅱ) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (6) (7) (8) (11) (13)
校准条件. 6.1环境条件 6.2测量标准及其他设备
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校准项目和校准方法 7.1校准前检查…. 7. 2 校准项目 8校准结果表达 92 复校时间间隔附录A校准结果内页推荐格式附录B 校准原始记录内页推荐格式附录 C 校准不确定度评定示例
I JJF1615—2017
引言
本规范参照IEC60904-9一2007《光伏器件第9部分：太阳模拟器性能要求》（Pho- tovoltaicdevices—Part9：Solarsimulatorperformancerequirements）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：
明确了太阳模拟器三项性能指标校准的具体方法（见7.2）；增加了校准结果不确定度评定示例（见附录C）；明确了对校准结果内页格式的要求（见8）。
本规范为首次发布。
II JJF1615—2017
太阳模拟器校准规范
1范围
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： IEC60904-9：2007《光伏器件第9部分：太阳模拟器性能要求》（Photovoltaic
devicesPart 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
标定和测试空间用（AM三O，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辐照度分布。 3.2AMl.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，对应的天顶角约为48°）太阳电池所规定的太阳辐照度和光谱辐照度分布。 3.3光谱匹配度spectralmatch
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（Ex）和最小值（Ei）之间的相对偏差。辐照度不均匀度=（Emax一Emin）/（Emax十Emin）X100%。 3.5辐照度不稳定度irradianceinstability
有效辐照面内任意给定位置上，在规定的时间间隔内，太阳模拟器的辐照度最大值（Emx）和最小值（Emin）之间的相对偏差。
辐照度不稳定度=（Emx一Emin）/（Emx十Emin）X100% 辐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 太阳光谱辐照度分布作比较），辐照度不均匀度和辐照度不稳定度。
1 JJF1615—2017
控制系统
光源/光学
被测组件
部件
1
图1典型的瞬态太阳模拟器结构示意图
5计量特性
5.1太阳模拟器光谱辐照度：光谱匹配度，即与AM0或者AM1.5G标准光谱辐照度对比，偏离范围在［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匀度：小于或等于2%，则为A级；（2%，5%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%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：校准过程中温度变化范围为23℃土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%）V； 6.1.4其他条件：环境清洁通风，无影响仪器正常工作的电磁场、机械振动，光学暗室条件。 6.2测量标准及其他设备
校准用计量器具和测量标准应经计量技术机构检定合格或校准，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量级的光辐射。工作波长范围需覆盖300nm～1100nm，波长准确度土2nm。 6.2.2检测器：用于测量太阳模拟器的辐照度，测量过程中稳定性优于土0.2%，温度 2 JJF1615—2017
系数小于0.1%/℃，可采用硅探测器或单晶硅太阳电池片， 6.2.31-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、出厂编号等， 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校准项目
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）、 辐照度不均匀度、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（AM0为300nm～1100nm，AM1.5G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（AMO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
AM0条件（有效波段300nm~
AM1.5G条件（有效波段400nm~
1100 nm)
1100nm)
300~400 400~500 500~600 600~700 700~800 800~900 900~1100
9.4 18.5 18. 6 15.8 12.8 10.2 14.7
18.4 19.9 18.4 14. 9 12.5 15.9
7.2.1.3) 将各波段的比值与表2中数值范围进行比较，由最差的光谱匹配度等级确定太阳模拟器的光谱匹配级别。
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