ГОСТ Р 56980.2-2020 (МЭК 61215-2:2016). Национальный стандарт Российской Федерации. Модули фотоэлектрические. Оценка соответствия техническим требованиям. Часть 2. Методы испытаний

4.2 Измерение вольт-амперных характеристик

4.2.1 Общие положения

Испытание предназначено для измерения ВАХ, определения максимальной мощности испытуемых образцов при стабилизации, до и после проведения испытаний на воздействие внешних факторов и оценки изменения характеристик испытуемых образцов, а также для проверки соответствия выходных параметров значениям, указанным на паспортной табличке.

Для оценки изменения характеристик испытуемых образцов очень важным является воспроизводимость результатов испытания. Воспроизводимость для максимальной мощности испытуемых образцов при СУИ должна быть не хуже установленной для фотоэлектрических модулей, изготовленных по данной технологии (см. ГОСТ Р 56980.1, 7.2.2).

ВАХ измеряют по ГОСТ Р МЭК 60904-1. Измерения ВАХ фотоэлектрических модулей с многопереходными элементами и двусторонних фотоэлектрических модулей следует проводить с учетом специальных требований к измерению ВАХ таких модулей (см. [4] и [5]).

Измерение ВАХ проводят при трех вариантах условий испытаний: при СУИ (см. 4.2.2), при выбранных условиях по энергетической освещенности и температуре (см. 4.2.3), и при УНО (см. 4.2.4).

Примечание - Другие условия испытаний, установленные в стандартах, приведены в приложении B.

Измерения ВАХ проводят с использованием имитатора солнечного излучения.

Для измерения ВАХ при начальной, конечной стабилизации и в процессе выполнения всей программы испытаний по настоящему стандарту рекомендуется использовать один и тот же имитатор солнечного излучения.

Примечание - Если для проведения начальной, конечной стабилизации и/или измерения ВАХ использовали не один и тот же имитатор солнечного излучения, это должно быть отмечено в протоколе испытаний и должна быть приведена информация о различиях имитаторов, обеспечивающая сопоставимость результатов измерений и позволяющая оценить их точность.

Допускается измерение ВАХ при естественном солнечном освещении, если точность измерения ВАХ и определения выходных параметров испытуемых образцов сопоставима с результатами, полученными при измерении ВАХ под имитатором солнечного излучения, и достаточна для оценки изменения максимальной мощности.

Все измерения ВАХ для определения изменения максимальной мощности в результате проведения отдельных испытаний по настоящему стандарту рекомендуется проводить при СУИ.

4.2.2 Испытательное оборудование

Для проведения испытаний необходимо испытательное оборудование, указанное в ГОСТ Р МЭК 60904-1, со следующими изменениями и дополнениями.

При проведении испытания с использованием имитатора солнечного излучения имитатор, отвечающий требованиям ГОСТ Р МЭК 60904-9, должен быть класса BBA или выше.

Эталонный фотоэлектрический прибор, отвечающий требованиям ГОСТ Р МЭК 60904-2 с учетом изменений, повышающих точность и достоверность результатов измерений (см. [8]), должен быть эталонным фотоэлектрическим модулем того же размера и выполненным по той же технологии, что и испытуемые образцы (для обеспечения соответствия характеристик эталонного прибора характеристикам испытуемых образцов в требуемых диапазонах энергетической освещенности, спектрального распределения и температур). Если указанный эталонный прибор недоступен, то используют имитатор солнечного излучения класса AAA или необходимо оборудование для измерения спектральной чувствительности испытуемых образцов по ГОСТ Р МЭК 60904-8 с учетом изменений методики, повышающих точность и достоверность результатов измерений (см. [9]).

Спектрорадиометр должен отвечать требованиям ГОСТ Р МЭК 60904-7.

Для измерения ВАХ фотоэлектрических модулей с многопереходными элементами источник освещения и эталонный прибор должны отвечать дополнительным требованиям (см. [5], 6.1 и 6.2), в частности для измерений с использованием имитатора солнечного излучения используют только имитатор класса AAA. Если в этом случае необходимо оборудование для измерения спектральной чувствительности, оно также должно отвечать дополнительным требованиям (см. [6]).

Для проведения испытания двусторонних фотоэлектрических модулей необходимо дополнительное оборудование (см. [4], раздел 5) и источник освещения должен также отвечать дополнительным требованиям (см. [4], 5.1, 5.2).

Также для измерения ВАХ необходимы:

- требуемое количество датчиков температуры испытуемых образцов (см. 4.2.3). Если возможно с достаточной точностью определить точку средней температуры испытуемого образца, то для измерения его температуры достаточно использовать один датчик температуры;

- средства поддержания температуры испытуемого образца на уровне (25 +/- 2) °C или на уровне выбранного значения температуры и, если необходимо, средства поддержания температуры эталонного прибора, с точностью +/- 1 °C и повторяемостью +/- 0,5 °C.

Для измерения ВАХ в условиях низкой освещенности также необходимы средства для изменения энергетической освещенности до 200 Вт/м² без изменения пространственной однородности и относительного спектрального распределения энергетической освещенности, указанные в ГОСТ Р МЭК 60904-10.

4.2.3 Измерение вольт-амперных характеристик при стандартных условиях испытаний

Измеряют ВАХ испытуемых образцов по ГОСТ Р МЭК 60904-1 при СУИ: энергетическая освещенность (1000 +/- 100) Вт/м², температура элемента (25 +/- 2) °C, спектральный состав AM 1,5 в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-3 с учетом последних данных по спектру AM 1,5 (см. [10]), световой поток направлен нормально к воспринимающей поверхности.

Датчики температуры устанавливают на тыльной поверхности испытуемого образца около середины за двумя фотоэлектрическими элементами. Если необходимо для обеспечения точности измерений, датчики температуры могут быть установлены, как показано на рисунке 1, в трех или четырех точках. Если ВАХ измеряют при естественном солнечном освещении, датчики температуры должны быть установлены, как показано на рисунке 1. При испытании модулей с фотоэлектрическими элементами из кристаллического кремния датчики закрепляют напротив центров фотоэлектрических элементов. При испытании тонкопленочных фотоэлектрических модулей места размещения датчиков не должны совпадать с центрами фотоэлектрических элементов.

ГОСТ Р 56980.2-2020 (МЭК 61215-2:2016). Национальный стандарт Российской Федерации. Модули фотоэлектрические. Оценка соответствия техническим требованиям. Часть 2. Методы испытаний

Рисунок 1 - Размещение датчиков температуры

на тыльной поверхности испытуемого образца

Температуру модуля определяют как среднее значение результатов измерений во всех точках. Не учитывается температура испытуемого образца в одной из четырех точек измерения, если она отличается более чем на 5 °C от средней температуры остальных трех точек измерения.

Если при измерениях испытуемых образцов, электрические характеристики которых можно считать линейными в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-10, температура испытуемых образцов вышла за пределы (25 +/- 2) °C, их ВАХ приводят к 25 °C по ГОСТ Р МЭК 60891, используя температурные коэффициенты (см. 4.4).

Если спектральные характеристики эталонного прибора не совпадают с характеристиками испытуемого образца, в ВАХ вносят поправки на различие спектральных характеристик, используя ГОСТ Р МЭК 60904-7 с учетом изменений методики, повышающих достоверность результатов (см. [11]).

По ВАХ определяют максимальную мощность при СУИ.

По ВАХ при СУИ, измеренной после начальной стабилизации, проверяют соответствие значений максимальной мощности, напряжения холостого хода и тока короткого замыкания испытуемых образцов при СУИ значениям, указанным на их паспортных табличках и в технической документации.

4.2.4 Измерение вольт-амперных характеристик при выбранных условиях по энергетической освещенности и температуре

Измеряют ВАХ испытуемых образцов по ГОСТ Р МЭК 60904-1 при выбранных условиях по энергетической освещенности и температуре, спектральном составе AM 1,5 в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-3 с учетом последних данных по спектру AM 1,5 (см. [10]) и световом потоке, направленном нормально к воспринимающей поверхности. Определяют максимальную мощность.

Примечание - В предыдущей версии стандарта и в ссылках до выхода настоящего стандарта испытание по измерению ВАХ при выбранных условиях по энергетической освещенности и температуре называется "Определение максимальной мощности".

Датчики температуры устанавливают, как указано в 4.2.3.

Рекомендуется выбирать температуру испытуемого образца в диапазоне от 25 до 50 °C и энергетическую освещенность - в диапазоне от 700 до 1100 Вт/м².

Значения температуры испытуемых образцов и энергетической освещенности должны быть выбраны таким образом, чтобы их можно было воспроизвести с точностью не менее +/- 2,0 °C и +/- 5%, соответственно, при всех измерениях ВАХ.

Следует принять все меры для того, чтобы обеспечить измерение ВАХ и определение максимальной мощности при сходных условиях испытаний в течение всей программы испытаний, т.е. минимизировать величину поправок выполнением измерений при примерно одинаковых значениях температуры и энергетической освещенности.

Для испытуемых образцов, характеристики которых не являются линейными в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-10, измерение должно проводиться при отклонении энергетической освещенности в пределах +/- 5% и отклонении температуры в пределах +/- 2 °C от выбранного значения.

Если испытуемые образцы предназначены для работы в диапазонах энергетической освещенности и температуры, отличающихся от рекомендованных, ВАХ могут быть измерены при температуре, энергетической освещенности, соответствующих условиям предполагаемой эксплуатации фотоэлектрического модуля.

Для испытуемых образцов, характеристики которых можно считать линейными в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-10, полученные результаты приводят к одному значению энергетической освещенности и/или температуры, используя поправки по температуре и энергетической освещенности в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60891, если значения энергетической освещенности и/или температуры во время измерений ВАХ одного и того же испытуемого образца при начальных испытаниях, до и после испытания на воздействие внешних факторов и/или заключительных испытаниях различны.

Если спектральные характеристики эталонного прибора не совпадают с характеристиками испытуемого образца, в значение максимальной мощности вносят поправки на различие спектральных характеристик, используя ГОСТ Р МЭК 60904-7 с учетом изменений методики, повышающих достоверность результатов (см. [11]).

4.2.5 Измерение вольт-амперных характеристик в условиях низкой освещенности (УНО)

Измеряют ВАХ испытуемых образцов по ГОСТ Р МЭК 60904-1 при УНО: энергетическая освещенность (200 +/- 20) Вт/м², температура элемента (25 +/- 2) °C, спектральный состав AM 1,5 в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60904-3 с учетом последних данных по спектру AM 1,5 (см. [10]), световой поток направлен нормально к воспринимающей поверхности.

Датчики температуры устанавливают, как указано в 4.2.3.

Энергетическую освещенность снижают до уровня (200 +/- 20) Вт/м², как указано в ГОСТ Р МЭК 60904-10, 5.1.6 и 5.2.6, с помощью сеточных фильтров с однородной плотностью сетки или других способов, которые не влияют на пространственную однородность и относительное спектральное распределение энергетической освещенности.