I E C 60 4-8 -1 ® Edition 201 7-05 I N TE RN ATI ON AL S TAN D ARD N ORM E I N TE RN ATI ON ALE P h oto vol tai c d e vi ces – P art -1 : M e as u re m en t of s pe ctral res pon s i vi ty of m u l ti -j u n cti o n ph oto vol tai c (P V) d evi ces D i s pos i ti fs ph otovol taïq u es – P arti e -1 : M e s u rag e d e l a s en si bi l i té s pectral e d es d i s pos i ti fs ph otovol taïq u e s IEC 60904-8-1 :201 7-05(en-fr) (P V) m u l ti j on cti on s T H I S P U B L I C AT I O N I S C O P YRI G H T P RO T E C T E D C o p yri g h t © I E C , G e n e v a , S wi tz e rl a n d All rights reserved Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either IEC or IEC's member National Committee in the country of the requester If you have any questions about I EC copyright or have an enquiry about obtaining additional rights to this publication, please contact the address below or your local I EC member National Committee for further information Droits de reproduction réservés Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'IEC ou du Comité national de l'IEC du pays du demandeur Si vous avez des questions sur le copyright de l'IEC ou si vous désirez obtenir des droits supplémentaires sur cette publication, utilisez les coordonnées ci-après ou contactez le Comité national de l'IEC de votre pays de résidence IEC Central Office 3, rue de Varembé CH-1 21 Geneva 20 Switzerland Tel.: +41 22 91 02 1 Fax: +41 22 91 03 00 info@iec.ch www.iec.ch Ab ou t th e I E C The I nternational Electrotechnical Commission (I EC) is the leading global organization that prepares and publishes I nternational Standards for all electrical, electronic and related technologies Ab o u t I E C p u b l i ca ti o n s The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC Please make sure that you have the latest edition, a corrigenda or an amendment might have been published I E C Catal og u e - webstore i ec ch /catal og u e The stand-alone application for consulting the entire bibliographical information on IEC International Standards, Technical Specifications, Technical Reports and other documents Available for PC, Mac OS, Android Tablets and iPad I E C pu bl i cati on s s earch - www i ec ch /search pu b The advanced search enables to find IEC publications by a variety of criteria (reference number, text, technical committee,…) It also gives information on projects, replaced and withdrawn publications E l ectroped i a - www el ectroped i a org The world's leading online dictionary of electronic and electrical terms containing 20 000 terms and definitions in English and French, with equivalent terms in additional languages Also known as the International Electrotechnical Vocabulary (IEV) online I E C G l os sary - s td i ec ch /g l oss ary 65 000 electrotechnical terminology entries in English and French extracted from the Terms and Definitions clause of IEC publications issued since 2002 Some entries have been collected from earlier publications of IEC TC 37, 77, 86 and CISPR I E C J u st Pu bl i s h ed - webstore i ec ch /j u stpu bl i sh ed Stay up to date on all new IEC publications Just Published details all new publications released Available online and also once a month by email I E C C u stom er S ervi ce C en tre - webstore i ec ch /csc If you wish to give us your feedback on this publication or need further assistance, please contact the Customer Service Centre: csc@iec.ch A propos d e l 'I E C La Commission Electrotechnique I nternationale (IEC) est la première organisation mondiale qui élabore et publie des Normes internationales pour tout ce qui a trait l'électricité, l'électronique et aux technologies apparentées A propos d es pu bl i cati on s I E C Le contenu technique des publications IEC est constamment revu Veuillez vous assurer que vous possédez l’édition la plus récente, un corrigendum ou amendement peut avoir été publié Catal og u e I E C - webstore i ec ch /catal og u e Application autonome pour consulter tous les renseignements bibliographiques sur les Normes internationales, Spécifications techniques, Rapports techniques et autres documents de l'IEC Disponible pour PC, Mac OS, tablettes Android et iPad Rech erch e d e pu bl i cati on s I E C - www i ec ch /search pu b La recherche avancée permet de trouver des publications IEC en utilisant différents critères (numéro de référence, texte, comité d’études,…) Elle donne aussi des informations sur les projets et les publications remplacées ou retirées E l ectroped i a - www el ectroped i a org Le premier dictionnaire en ligne de termes électroniques et électriques Il contient 20 000 termes et dộfinitions en anglais et en franỗais, ainsi que les termes équivalents dans langues additionnelles Egalement appelé Vocabulaire Electrotechnique International (IEV) en ligne G l oss re I E C - s td i ec ch /g l ossary 65 000 entrées terminologiques ộlectrotechniques, en anglais et en franỗais, extraites des articles Termes et Définitions des publications IEC parues depuis 2002 Plus certaines entrées antérieures extraites des publications des CE 37, 77, 86 et CISPR de l'IEC I E C J u st Pu bl i s h ed - webstore i ec ch /j u stpu bl i sh ed Restez informé sur les nouvelles publications IEC Just Published détaille les nouvelles publications parues Disponible en ligne et aussi une fois par mois par email S ervi ce Cl i en ts - webstore i ec ch /csc Si vous désirez nous donner des commentaires sur cette publication ou si vous avez des questions contactez-nous: csc@iec.ch I E C 60 4-8 -1 ® Edition 201 7-05 I N TE RN ATI ON AL S TAN D ARD N ORM E I N TE RN ATI ON ALE P h otovol tai c d e vi ces – P art -1 : M eas u re m en t of s pe ctral res pon s i vi ty of m u l ti -j u n cti o n ph oto vol tai c (P V) d e vi ces D i s pos i ti fs ph otovol taïq u es – P arti e -1 : M es u rag e d e l a s en si bi l i té s pe ctral e d es d i s pos i ti fs ph oto vol taïq u e s (P V) m u l ti j on cti on s INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION COMMISSION ELECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE ICS 27.1 60 ISBN 978-2-8322-4339-8 Warn i n g ! M ake su re th at you ob tai n ed th i s pu bl i ca ti on from an au th ori zed d i s tri bu tor Atten ti on ! Veu i l l ez vou s as s u rer q u e vou s avez ob ten u cette p u b l i cati on vi a u n d i s tri bu teu r ag ré é ® Registered trademark of the International Electrotechnical Commission Marque déposée de la Commission Electrotechnique Internationale –2– I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 CONTENTS FOREWORD Scope Norm ative references Terms and definitions General considerations Bias light 6 Bias voltage Apparatus 7 General 7 Apparatus for m easurement of SR using continuous light source 7 Apparatus for m easurement of SR using pulsed light source Apparatus for m easurement of series-connected modules 8 Measurem ent of SR 8 Measurem ent of SR using continuous light source 8 Measurem ent of SR using pulsed light source 8 Measurem ent of series-connected modules Correction of m easured SR General Correction for shunting 9 Correction for luminescent coupling 9 General 9 Correcting the SR of the second j unction (for the coupling J J ) 3 Correcting the SR of the third j unction (for the coupling J J and J J ) Correcting the SR of the fourth (or higher) j unction 1 Report 1 Bibliograph y I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 –3– INTERNATI ONAL ELECTROTECHNI CAL COMMISSI ON P H O T O VO L T AI C D E VI C E S – P a rt -1 : M e a s u re m e n t o f s p e c tra l re s p o n s i vi t y o f m u l ti - j u n c ti o n p h o to vo l ta i c ( P V) d e vi c e s FOREWORD ) The I nternati on al Electrotechni cal Comm ission (I EC) is a worl d wid e organization for stan dardization com prisin g all n ation al el ectrotechnical comm ittees (I EC National Comm ittees) The object of I EC is to prom ote internati onal co-operation on all q uestions concerni ng stand ardi zati on in the el ectrical an d electronic fi elds To this en d and in additi on to other acti vities, I EC pu blish es I nternational Stan dards, Techn ical Specificati ons, Technical Reports, Publicl y Avail abl e Specificati ons (PAS) an d Gu ides (h ereafter referred to as “I EC Publication(s)”) Th ei r preparation is entrusted to tech nical comm ittees; any I EC N ational Comm ittee interested in the subj ect dealt with m ay partici pate in this preparatory work I nternational, governm ental an d n on governm ental organ izations l iaising with th e I EC also participate i n this preparation I EC collaborates closel y with the I ntern ational Organi zation for Stand ardization (I SO) in accordance with ditions determ ined by agreem ent between th e two organi zati ons 2) The form al decisions or ag reem ents of I EC on tech nical m atters express, as n earl y as possible, an i nternati onal consensus of opi nion on the rel evant subjects since each technical com m ittee has representati on from all interested I EC N ational Com m ittees 3) I EC Publications have the form of recom m endations for intern ational use an d are accepted by I EC National Com m ittees in that sense While all reasonable efforts are m ade to ensure that the tech nical content of I EC Publications is accu rate, I EC cann ot be h eld responsi ble for th e way in which th ey are used or for an y m isinterpretation by an y en d u ser 4) I n order to prom ote intern ational u niform ity, I EC National Com m ittees und ertake to apply I EC Publications transparentl y to the m axim um extent possible i n their national an d regi on al publicati ons Any d ivergence between an y I EC Publication and the correspondi ng national or regi on al publicati on sh all be clearl y in dicated in the latter 5) I EC itself d oes n ot provi de an y attestation of conform ity I n depend ent certificati on bodies provi de conform ity assessm ent services and, in som e areas, access to I EC m arks of conform ity I EC is not responsi ble for an y services carri ed out by ind ependent certification bodi es 6) All users shou ld ensure that they h ave the l atest editi on of thi s publicati on 7) No liability shall attach to I EC or its directors, em ployees, servants or ag ents inclu din g in divi du al experts an d m em bers of its tech nical com m ittees and I EC Nati on al Com m ittees for any person al i nju ry, property d am age or other dam age of any n ature whatsoever, wheth er di rect or indirect, or for costs (includ i ng leg al fees) and expenses arisi ng out of the publ ication, use of, or relian ce upon, this I EC Publicati on or any other I EC Publications 8) Attention is drawn to th e N orm ative references cited in th is publ ication Use of the referenced publ ications is indispensable for the correct applicati on of this publication 9) Attention is drawn to the possibility that som e of the elem ents of this I EC Publication m ay be the su bject of patent rig hts I EC shall not be held responsibl e for identifyi ng any or all such patent ri ghts I nternational Standard I EC 60904-8-1 has been prepared by I EC technical com m ittee 82: Solar photovoltaic energy systems The text of this I nternational Standard is based on the following docum ents: FDI S Report on votin g 82/1 255/FDI S 82/1 273/RVD Full information on the voting for the approval of this I nternational Standard can be found in the report on voting indicated in the above table This docum ent has been drafted in accordance with the I SO/I EC Directives, Part A list of all parts in the I EC 60904 series, published under the general title Photovoltaic devices , can be found on the I EC website –4– I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 The comm ittee has decided that the contents of this docum ent will rem ain unchanged until the stability date indicated on the I EC website under "http://webstore iec.ch" in the data related to the specific document At this date, the docum ent will be • • • • reconfirmed, withdrawn, replaced by a revised edition, or amended I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 –5– P H O T O VO L T AI C D E VI C E S – P a rt -1 : M e a s u re m e n t o f s p e c tra l re s p o n s i vi t y o f m u l ti - j u n c ti o n p h o to vo l ta i c ( P V) d e vi c e s S cop e This part of I EC 60904 gives guidance for the measurement of the spectral responsivity (SR) of m ulti-j unction photovoltaic devices I t is principall y intended for non-concentrating devices, but parts m ay be applicable also to concentrating multi-j unction PV devices The SR is required for anal ysis of measured current-voltage characteristics of multi -junction PV devices as described in I EC 60904-1 -1 The requirem ents for measurem ent of SR of single-junction PV devices are covered by IEC 60904-8, whereas this docum ent describes the additional requirem ents for the measurement of SR of m ulti-j unction PV devices This document onl y considers the measurem ent of SR of individual junction layers within a two-terminal m ulti-junction device This document may be applicable to PV devices designed for use under concentrated irradiation if they are m easured without the optics for concentration N o rm a t i ve re fe re n c e s The following docum ents are referred to in the text in such a way that som e or all of their content constitutes requirements of this docum ent For dated references, onl y the edition cited applies For undated references, the latest edition of the referenced docum ent (including an y am endm ents) applies I EC 60904-8, Photovoltaic devices – Part 8: Measurement of spectral responsivity of a photovoltaic (PV) device I EC 60904-9, Photovoltaic devices – Part 9: Solar simulator performance requirements I EC TS 61 836, Solar photovoltaic energy systems – Terms, definitions and symbols T e rm s a n d d e fi n i t i o n s For the purposes of this docum ent, the terms and definitions given in I EC TS 61 836 and the following appl y I SO and I EC maintain term inological databases for use in standardization at the following addresses: • • I EC Electropedia: available at http://www electropedia.org/ I SO Online browsing platform : available at http: //www iso org/obp c u rre n t l i m i t i n g j u n cti o n junction in a m ulti-junction photovoltaic device in which under given illumination conditions the lowest photovoltaic current is generated –6– I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 General consi derati ons The procedure for measurement of the Spectral Responsivity (SR) of single-junction PV devices is described in detail in I EC 60904-8 The procedure for m easurement of the SR of a multi-junction PV device requires the sam e basic principles, but is m ore complex, in particular with respect to requirements for bias light and bias voltage This docum ent describes the additional considerations, requirements and procedures for the measurement of the SR of m ulti-j unction PV devices based on the m easurement principles of single-junction PV devices Therefore, the provisions in I EC 60904-8 are also valid for the m easurement of m ulti-j unction PV devices except where explicitl y amended by this docum ent Multi-junction PV devices consist of two or more series-connected junctions, each of which responds in a different wavelength band of light For m ulti-j unction PV devices which provid e separate connections to each junction, the measurement of individual junction SR is identical to that for single-junction devices as described in I EC 60904-8 using the appropriate connections The procedures in this docum ent describe the measurem ent of the SR of two-term inal multijunction PV devices, i e devices which have two or more series-connected junctions with onl y two external electrical connections The m easurem ent procedures allow the successive measurement of the SR of each of these junctions by appropriately setting the m easurem ent conditions using the correct bias light (Clause 5) and bias voltage (Clause 6) Bi as l i ght The measurem ent of the SR of single-junction PV devices (I EC 60904-8) requires bias light of unspecified spectral content For multi-junction photovoltaic devices the m easurem ent of the SR of a particular j unction requires that this junction is current limiting This is achieved by appl ying bias light to all other j unctions in the m ulti-junctions device such that at all tim es during the m easurem ent each of them produces a photovoltaic current larger than the photovoltaic current generated in the j unction under test The photovoltaic current in the junction-under-test might be generated partl y by the bias light to the other junctions in addition to the monochromatic light used for the actual measurem ent of SR The spatial nonuniformity (as defined in I EC 60904-9) of the applied bias light over the active area of the multi-junction device should be less than %, corresponding to class C For each junction to be m easured in turn in a n-junction device, appropriate bias light has to be applied to the device This is most easil y achieved with n bias light sources, where each bias light source emits light in a lim ited wavelength range within the SR range of a corresponding j unction However, other solutions such as single bias light sources with suitable optical filters or broadband bias light sources are also possible In I EC 60904-8 the broadband bias light is called white bias light The bias light required for multi-junction devices is also often called coloured However, as the wavelength ranges are not lim ited to the visible part of the spectrum and to avoid an y potential confusion, in this docum ent the bias light is referred to as either broadband (i e covering the responsivity of several junctions) or narrowband (i e specific to the wavelength range of responsivity of a specific j unction) Bi as vol tage The SR of a single junction device is generall y m easured at short-circuit conditions (zero bias voltage), but m ay also be m easured at a specific voltage provided by an external bias voltage source, as described in I EC 60904-8 I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 –7– In the case of multi-j unction PV devices, the overall external voltage bias has to be distinguished from the voltage bias across the junction-under-test The external overall voltage of a m ulti-junction device is composed of the voltage across the j unction under test and the voltage across the rem aining junctions The other j unctions will be forward biased due to the applied bias light (see Clause 5) so the junction-under-test will be under reverse bias when the external voltage bias is set to zero SR m easurem ents of a j unction under reverse bias may result in an overestimate of its SR To avoid this and in order to have zero-voltage conditions at the junction-under-test, an external bias voltage has to be applied using a suitable external voltage source The required external bias voltage shall be set by one of the following methods: • • • 7 The external bias voltage should be equal to the sum of voltages generated in the junctions not under test by the bias light applied to them I n the case that the applied bias light generates no photovoltaic current in the junction-under-test, m easure the open circuit voltage of the device under test with the bias light applied Then adj ust the power suppl y providing the external bias voltage to this value I f the above procedure is not achievable, the bias voltage shall be set initiall y equal to (n – )/n tim es the open-circuit voltage of the m ulti-junction device (where n is the number of junctions) Test whether the external voltage bias is appropriate: with bias light (see Clause 5) and bias voltage applied, select a wavelength at which the j unction-under-test is expected to have a SR near its maximum and observe the variation of the signal (and optionall y the variation of the phase of the signal when using a chopped signal) while changing bias voltage or increasing bias light With varying bias voltage the signal should remain constant for a range of bias voltages (plateau) (and the phase of the signal should approach that which would be observed for a single-junction PV device on the sam e system) The correct bias voltage is an y value of the plateau (and the phase stabilizes within a few degrees of the single-junction value) Then select a wavelength at which the junction-under-test is expected to have zero SR and again vary bias voltage With zero external bias voltage a signal might be observed, which should vanish as external voltage bias is increased The correct bias voltage is reached when the signal is minimized Normall y this is also for a range of bias voltages Choose a bias voltage consistent with both tests I f with both approaches described above no bias voltage can be obtained, the estimated sum of the open circuit voltage of all junctions not under test can be used as a base bias voltage for SR measurem ent I n this case two additional measurem ents at bias voltages approxim atel y ±1 % with respect to the base bias voltage should be performed to investigate voltage independence Apparatu s G en e ral The m ain difference with respect to the apparatus for measurement of SR of single-junction devices is the requirem ent for specific bias light (according to Clause 5) during the measurement of SR of multi-junction PV devices Suitable equipment for providing the bias light are light em itting diodes (LEDs) or broadband light sources with suitable optical filters, or an y other suitable light source (such as unfocussed lasers) The external voltage bias source, which is optional in the SR m easurement of single-j unction devices, becom es mandatory for the SR measurem ent of multi-j unction devices App aratu s fo r m e as u re m en t of S R u s i n g ti n u ou s l i g h t s ou rce The apparatus required is sim ilar to that specified in I EC 60904-8 for the SR m easurement of single-junction PV devices with the m odification of the bias light as per Clause –8– 7.3 I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 Apparatus for measurement of SR using pulsed light source The apparatus required for measuring the SR using a single pulse light source is similar to that specified in I EC 60904-8 for the SR m easurement of single-j unction PV devices with the addition of the bias light as per Clause 7.4 Apparatus for measurement of series-connected modules The apparatus required is sim ilar to that specified in I EC 60904-8 for the SR m easurem ent of single-junction PV devices with the m odification of the bias light as per Clause for the target cell The supplem ental bias light applied to the rest of the module needs to be able to generate photovoltaic currents in all junctions, either by a sum mation of several narrow bandwidth light sources or by a suitable broadband light source Measurement of SR 8.1 Measurement of SR using continuous light source The m easurement is analogous to the case of single-j unction PV devices with modification of the bias light as per Clause Additionally, a suitable external bias voltage shall be applied as per Clause Using chopped light and a lock-in technique, not onl y the m agnitude of the signal, but where possible also its phase shall be recorded, as this contains potentially valuable inform ation (see bibliograph y) 8.2 Measurement of SR using pulsed light source The m easurement is analogous to the case of single-junction PV devices with addition of bias light as per Clause Additionall y, a suitable external bias voltage shall be applied as per Clause 8.3 Measurement of series-connected modules The m easurement is analogous to the case of single-junction PV devices with modification of the bias light as per Clause for the target cell The supplem ental bias light applied to the rest of the m odule needs to generate photovoltaic currents in all junctions of the cells not under test, which are larger than the maximum photovoltaic current generated in the j unctionunder-test within the cell under test (target cell) The conditions for the bias voltage are alread y covered in I EC 60904-8 Correction of measured SR 9.1 General The measured SR m ay deviate from the true SR due to shunting of the junctions and/or due to lum inescent coupling I n both cases a correction of the measured SR is required Shunting in the target junction leads to non-zero slope (near the short circuit point) of the I -V curve of the junction, which results in a shift of the operating voltage and consequentl y in a non-zero contribution of other j unctions to the m easured SR Luminescent coupling in m ulti-j unction PV devices is the phenomenon where radiative recombination in a high bandgap junction in forward voltage bias leads to photons that are emitted towards a lower bandgap junction, and when absorbed in the lower bandgap junction they create additional photovoltaic current in that junction The effect is especiall y prominent in measurem ents of the SR because the light biasing required to force one of the junctions to be current-limiting necessaril y forces the rem aining j unctions into forward bias – 14 – I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 SOMMAIRE AVANT-PROPOS Domaine d'application Références normatives Termes et définitions Considérations générales Pseudolumière Tension de polarisation Matériel 20 Généralités 20 Matériel de m esure de la sensibilité spectrale l'aide d'une source de lum ière continue 20 Matériel de m esure de la sensibilité spectrale l'aide d'une source de lum ière pulsée 20 Matériel de m esure de modules connectés en série 20 Mesurage de la sensibilité spectrale 20 Mesurage de la sensibilité spectrale l'aide d'une source de lum ière continue 20 Mesurage de la sensibilité spectrale l'aide d'une source de lum ière pulsée 20 Mesurage de m odules connectés en série 21 Correction de la sensibilité spectrale mesurée 21 Généralités 21 Correction du shunt 21 Correction du couplage luminescent 22 Généralités 22 Correction de la sensibilité spectrale de la deuxièm e jonction (pour le couplage J J ) 22 3 Correction de la sensibilité spectrale de la troisième j onction (pour le couplage J J et J J ) 23 Correction de la sensibilité spectrale de la quatrième jonction (ou jonction supérieure) 24 Rapport 24 Bibliographie 25 I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 – 15 – COMMI SSION ÉLECTROTECHNIQUE I NTERNATIONALE D I S P O S I T I F S P H O T O VO L T AÏQ U E S – P a rti e -1 : M e s u g e d e l a s e n s i b i l i té s p e c tra l e d e s d i s p o s i t i fs p h o t o vo l ta ïq u e s ( P V ) m u l ti j o n c ti o n s AVANT-PROPOS ) La Com m ission Electrotechni que I ntern ational e (I EC) est une organisation m ondial e de norm alisation com posée de l'ensem ble d es com ités électrotechni qu es nati onau x (Com ités nation au x de l ’I EC) L’I EC a pou r objet de favoriser la coopérati on i nternati onale pou r toutes l es qu estions d e n orm alisation dans l es d om aines de l'él ectricité et d e l'électroniq ue A cet effet, l’I EC – entre autres activités – publi e des Norm es internati onales, des Spécifications tech niq ues, d es Rapports techniq ues, d es Spécificati ons accessibles au publ ic (PAS) et des Gu ides (ci -après d énom m és "Publication (s) de l ’I EC") Leu r él aborati on est confiée des com ités d'études, au x travau x desquels tout Com ité national intéressé par l e sujet traité peut participer Les org anisati ons intern ational es, gou vern em entales et non gou vernem entales, en liaison avec l ’I EC, participent égal em ent au x travau x L’I EC collabore étroitem ent avec l 'Organisati on I ntern ation ale d e N orm alisation (I SO), selon d es conditi ons fi xées par accord entre l es deu x organisations 2) Les d écisions ou accords officiels d e l’I EC concern ant l es q uestions techni qu es représentent, d ans l a m esure du possibl e, u n accord intern ation al su r les suj ets étu diés, étant d on né qu e l es Com ités nati on au x de l’I EC intéressés sont représentés d ans chaqu e com ité d’étud es 3) Les Publicati ons de l’I EC se présentent sous la form e de recomm andations internati onal es et sont agréées comm e telles par les Com ités nation au x de l’I EC Tous les efforts raisonn abl es sont entrepris afin que l’I EC s'assure de l'exactitu de d u tenu techn iqu e de ses publications; l’I EC ne peut pas être tenue responsabl e de l'éventu elle m au vaise utilisation ou i nterprétation qu i en est faite par u n qu elcon qu e utilisateur fi nal 4) Dans l e but d'encourager l'uni form ité internati on ale, l es Com ités nationau x de l’I EC s'eng agent, dans toute la m esure possibl e, appli quer d e faỗon transparente l es Publ i cations d e l’I EC dans leurs pu bl ications nati on al es et régional es Toutes di vergences entre toutes Publication s de l’I EC et toutes pu blicati ons nati on ales ou rég ion ales correspon dantes doivent être ind iqu ées en term es clairs dans ces dernières 5) L’I EC elle-m êm e ne fournit aucune attestati on de conform ité Des organism es de certifi cation i nd épend ants fournissent des services d'évaluati on de conform ité et, d ans certai ns secteu rs, accèdent au x m arques de conform ité d e l’I EC L’I EC n'est responsabl e d'aucu n d es services effectu és par les organism es de certification indépendants 6) Tous les util isateurs d oi vent s'assurer qu'ils sont en possession d e la d ernière édition de cette publication 7) Aucune responsabilité ne d oit être im putée l’I EC, ses adm inistrateurs, em ployés, au xi liai res ou m andataires, y com pris ses experts particuli ers et les m em bres de ses com ités d'études et des Com ités nationau x d e l’I EC, pour tout préjudice causé en cas de domm ages corporels et m atériel s, ou de tout autre dom m age de quel que natu re q ue ce soit, directe ou indi recte, ou pou r supporter les coûts (y com pris les frais de justice) et l es dépenses découlant de l a publicati on ou d e l'utilisati on de cette Publication d e l’I EC ou de toute autre Publicati on d e l’I EC, ou au crédit q ui lui est accord é 8) L'attenti on est attirée sur les références norm atives citées d ans cette publication L'utilisation de publ ications référencées est obl igatoire pou r un e applicati on correcte de la présente publicati on 9) L’attention est attirée su r l e fait q ue certains d es él ém ents de la présente Pu blicati on de l’I EC peu vent faire l’obj et de d roits de brevet L’I EC ne sau rait être ten ue pou r responsable de ne pas avoir i d entifié d e tels droits de brevets et de ne pas avoi r signalé leur existence La N orm e internationale I EC 60904-8-1 a été établie par le com ité d'étud es 82 de l’I EC: Systèm es de conversion photovoltaïque de l'énergie solaire Le texte de cette N orm e internationale est issu des documents suivants: FDI S Rapport de vote 82/1 255/FDI S 82/1 273/RVD Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant abouti l'approbation de cette norm e Ce docum ent a été rédigé selon les Directives I SO/I EC, Partie – 16 – I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 Une liste de toutes les parties de la série I EC 60904, publiées sous le titre général Dispositifs photovoltaïques , peut être consultée sur le site web de l'I EC Le com ité a décidé que le contenu de ce docum ent ne sera pas m odifié avant la date de stabilité indiquée sur le site web de l’I EC sous "http: //webstore iec ch" dans les données relatives au docum ent recherché A cette date, le docum ent sera • • • • reconduit, supprimé, remplacé par une édition révisée, ou amendé I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 – 17 – D I S P O S I T I F S P H O T O VO L T AÏQ U E S – P a rti e -1 : M e s u g e d e l a s e n s i b i l i té s p e c tra l e d e s d i s p o s i t i fs p h o t o vo l ta ïq u e s ( P V ) m u l ti j o n c ti o n s D om a i n e d ' ap pl i cati o n La présente partie de l'I EC 60904 fournit des préconisations relatives au m esurage de la sensibilité spectrale (SS) des dispositifs photovoltaïques m ultijonctions Elle concerne essentiellem ent les dispositifs qui ne sont pas concentration, m ais des parties peuvent égalem ent être appliquées aux dispositifs photovoltaïques multij onctions concentration La sensibilité spectrale est exigée pour anal yser les caractéristiques courant-tension m esurées des appareils photovoltaïques m ultij onctions décrits dans l'I EC 60904-1 -1 Les exigences relatives au m esurage de la sensibilité spectrale des dispositifs PV jonction unique sont couvertes par l'I EC 60904-8, alors que le présent docum ent décrit les exigences supplém entaires relatives au mesurage de la sensibilité spectrale des dispositifs PV multijonctions Le présent document prend uniquem ent en considération le mesurage de la sensibilité spectrale de chaque couche de jonction au sein d'un dispositif m ultijonction deux bornes Le prộsent document peut ờtre applicable aux dispositifs PV conỗus pour être utilisés sous une exposition énergétique concentrée, s'ils sont mesurés sans les éléments optiques de concentration Ré fé re n c e s n o rm a t i ve s Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des exigences du présent docum ent Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique Pour les références non datées, la dernière édition du docum ent de référence s'applique (y com pris les éventuels am endem ents) I EC 60904-8, Dispositifs photovoltaïques – Partie 8: Mesure de la sensibilité spectrale d'un dispositif photovoltaïque (PV) I EC 60904-9, Dispositifs photovoltaïques – Partie 9: Exigences pour le fonctionnement des simulateurs solaires I EC TS 61 836, Solar photovoltaic energy systems – Terms, definitions and symbols (disponible en anglais seulement) T e rm e s e t d é fi n i t i o n s Pour les besoins du présent docum ent, les termes et définitions donnés dans l'I EC TS 61 836, ainsi que les suivants s'appliquent L'I SO et l'I EC tiennent j our des bases de données term inologiques destinées être utilisées en norm alisation, consultables aux adresses suivantes: • • I EC Electropedia: disponible l'adresse http: //www electropedia org/ I SO Online browsing platform: disponible l'adresse http: //www iso org/obp – 18 – I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 3.1 jonction limitation en courant jonction d'un dispositif photovoltaïque m ultijonction dans laquelle le courant photovoltaïque le plus faible est généré dans des conditions d'éclairage données Considérations générales La procédure de m esure de la sensibilité spectrale (SS) des dispositifs PV j onction unique est détaillée dans l'I EC 60904-8 La procédure de m esure de la sensibil ité spectrale d'un dispositif PV multij onction s'appuie sur les m êmes principes de base, m ais plus com plexes, concernant en particulier les exigences relatives la pseudolum ière et la tension de polarisation Le présent docum ent décrit les considérations, exigences et procédures supplémentaires relatives au m esurage de la sensibilité spectrale des dispositifs PV m ultijonctions reposant sur les principes de mesure des dispositifs PV j onction unique Par conséquent, les dispositions de l'I EC 60904-8 sont égalem ent valables pour le m esurage des dispositifs PV multij onctions, sauf si elles sont explicitem ent amendées par le présent docum ent Les dispositifs PV multij onctions sont composés d'au m oins deux j onctions connectées en série, chacune d'elles réagissant dans une bande de longueurs d'onde de lum ière différente Pour les dispositifs PV m ultijonctions assurant des connexions séparées chaque jonction, le mesurage de la sensibilité spectrale de chaque j onction est identique celui des dispositifs jonction unique tels que décrits dans l'I EC 60904-8 utilisant les connexions appropriées Les procédures figurant dans le présent docum ent décrivent le m esurage de la sensibilité spectrale de dispositifs PV m ultijonctions deux bornes, c'est-à-dire les dispositifs équipés d'au moins deux jonctions connectées en série avec uniquement deux connexions électriques externes Les procédures de mesure perm ettent de m esurer successivem ent la sensibilité spectrale de chacune de ces jonctions en établissant de manière appropriée les conditions de mesure l'aide de la pseudolumière (Article 5) et de la tension de polarisation (Article 6) correctes Pseudolumière Le mesurage de la sensibilité spectrale des dispositifs PV j onction unique (I EC 60904-8) exige une pseudolumière de répartition spectrale non spécifiée Pour les dispositifs photovoltaïques multij onctions, le mesurage de la sensibilité spectrale d'une j onction particulière exige que ladite jonction soit limitation en courant Pour ce faire, il suffit d'appliquer la pseudolum ière toutes les autres j onctions du dispositif multij onction de sorte que, tout mom ent du mesurage, chacune d'elles génère un courant photovoltaïque plus im portant que celui généré dans la j onction en essai Le courant photovoltaïque de la jonction en essai peut être généré en partie par la pseudolum ière appliquée aux autres jonctions en plus de la lum ière monochrom atique utilisée pour le mesurage réel de la sensibilité spectrale I l convient que la non-uniform ité spatiale (définie dans l'I EC 60904-9) de la pseudolumière appliquée sur la zone active du dispositif m ultijonction soit inférieure %, correspondant la classe C Pour chaque j onction m esurer tout tour dans un dispositif n j onctions, la pseudolumière appropriée doit être appliquée au dispositif Cela est plus aisément obtenu avec n sources de pseudolumière, chacune d'elles émettant de la lum ière dans une plage de longueurs d'onde limitée dans la plage de sensibilité spectrale d'une jonction correspondante Toutefois, d'autres solutions sont égalem ent possibles (sources de pseudolum ière uniques équipées de filtres optiques adaptés ou sources de pseudolum ière large bande, par exem ple) I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 – 19 – Dans l'I EC 60904-8, la pseudolum ière large bande est appelée "pseudolumière blanche" La pseudolumière exigée pour les dispositifs m ultij onctions est également souvent dite "colorée" Toutefois, les plages de longueurs d'onde n'étant pas limitées la partie visible du spectre, et afin d'éviter toute confusion éventuelle, la pseudolumière est dite, dans le présent docum ent, large bande (c'est-à-dire couvrant la sensibilité de plusieurs jonctions) ou bande étroite (c'est-à-dire spécifique la plage de longueurs d'onde de la sensibilité d'une jonction particulière) Tensi on de pol ari sati on La sensibilité spectrale d'un dispositif j onction unique est en général mesurée aux conditions de court-circuit (tension de polarisation égale zéro), m ais elle peut également l'être une tension particulière fournie par une source externe de tension de polarisation (voir l'I EC 60904-8) Dans le cas des dispositifs PV multijonctions, la tension de polarisation externe globale doit être différenciée de la tension de polarisation de la jonction en essai La tension globale externe d'un dispositif multijonction est com posée de la tension dans la j onction en essai et de la tension dans les jonctions restantes Les autres j onctions font l'obj et d'une pol arisation directe due la pseudolum ière appliquée (voir l’Article 5), la jonction en essai faisant donc l'obj et d'une polarisation inverse lorsque la tension de polarisation externe est nulle Les mesurages de la sensibilité spectrale d'une jonction sous polarisation inverse peuvent donner lieu une surestimation de sa sensibilité spectrale Pour éviter cela et disposer de conditions de tension nulle au niveau de la j onction en essai, une tension de polarisation externe doit être appliquée l'aide d'une source de tension externe adaptée La tension de polarisation externe exigée doit être définie selon l'une des m éthodes suivantes: • • • I l convient que la tension de polarisation externe soit égale la som me des tensions générées dans les jonctions non soum ises l’essai par la pseudolumière qui leur est appliquée Si la pseudolum ière appliquée ne génère pas de courant photovoltaïque dans la jonction en essai, m esurer la tension en circuit ouvert du dispositif en essai avec la pseudolumière appliquée Ensuite, régler l'alimentation en attribuant cette valeur la tension de polarisation externe Si la procédure ci-dessus ne peut être réalisée, la tension de polarisation doit être réglée au départ (n – )/n fois la tension en circuit ouvert du dispositif multij onction (n étant le nombre de jonctions) Déterminer par un essai si la tension de polarisation externe est appropriée: la pseudolum ière (voir l’Article 5) et la tension de polarisation étant appliquées, choisir la longueur d'onde laquelle la sensibilité spectrale de la jonction en essai est censée être proche de sa valeur maximale, et observer la variation du signal (et éventuellem ent celle de sa phase si un signal haché est utilisé) lors du changem ent de tension de polarisation ou de l'augmentation de la pseudolum ière Avec la variation de la tension de polarisation, il convient que le signal demeure constant pour une plage de tensions de polarisation (plateau) (et que la phase du signal approche celle qui serait observée pour un dispositif PV jonction unique sur le mêm e systèm e) La tension de polarisation correcte correspond toute valeur du plateau (et la phase se stabilise dans la limite de quelques degrés de la valeur de j onction unique) Ensuite, sélectionner la longueur d'onde laquelle la sensibilité spectrale de la jonction en essai est censée être nulle, puis faire de nouveau varier la tension de polarisation Avec une tension de polarisation externe nulle, un signal peut être observé, et il convient qu'il disparaisse au fur et m esure de l'augm entation de la tension de polarisation externe La tension de polarisation correcte est atteinte lorsque le signal est réduit le plus possible Norm alem ent, cela concerne également une plage de tensions de polarisation Choisir une tension de polarisation cohérente avec les deux essais Si avec les deux approches décrites ci-dessus, aucune tension de polarisation ne peut être obtenue, l'estim ation de la somm e de la tension en circuit ouvert de toutes les jonctions non soumises l'essai peut être utilisée en tant que tension de polarisation de la base pour le m esurage de la sensibilité spectrale Dans ce cas, il convient de réaliser – 20 – I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 deux m esurages supplém entaires des tensions de polarisation d'environ ±1 % par rapport la tension de polarisation de la base en vue de rechercher l'indépendance par rapport la tension 7 M atériel Gén érali tés La principale différence avec le m atériel de mesure de la sensibilité spectrale des dispositifs jonction unique est l'exigence relative la pseudolumière spécifique (conformément l’Article 5) lors du mesurage de la sensibilité spectrale des dispositifs PV m ultijonctions Les équipem ents adaptés pour fournir la pseudolumière sont les diodes électroluminescentes (LED), les sources de lum ière large bande équipées de filtres optiques adaptés ou d'autres sources de lum ière adaptées (les lasers non focalisés, par exem ple) La source de tension de polarisation externe, qui est facultative pour mesurer la sensibilité spectrale des dispositifs jonction unique, devient obligatoire pour mesurer celle des dispositifs m ultijonctions M atéri el d e m esu re d e l a sensibi l i té spectral e l'ai de d'u n e sou rce de l u mi ère conti nu e Le m atériel doit être sim ilaire celui présenté dans l'I EC 60904-8 pour m esurer la sensibilité spectrale des dispositifs PV jonction unique par m odification de la pseudolum ière (voir l’Article 5) M atéri el d e m esu re de l a sen sibil i té spectral e l 'ai d e d'u ne sou rce d e l u mi ère pu l sée Le matériel exigé pour m esurer la sensibilité spectrale l'aide d'une seule source de lumière pulsée doit être sim ilaire celui présenté dans l'I EC 60904-8 pour mesurer la sensibilité spectrale des dispositifs PV j onction unique en ajoutant la pseudolum ière (voir l’Article 5) M atéri el d e m esu re d e modu l es conn ectés en séri e Le m atériel doit être sim ilaire celui présenté dans l'I EC 60904-8 pour m esurer la sensibilité spectrale des dispositifs PV jonction unique par m odification de la pseudolumière (voir l’Article 5) pour la cellule cible La pseudolum ière supplémentaire appliquée au reste du module doit être en m esure de générer des courants photovoltaïques dans toutes les jonctions, soit en ajoutant plusieurs sources de lum ière bande étroite, soit par une source de lum ière large bande 8 M esurag e de la sensi bil ité spectrale M esu rag e d e l a sen sibil i té spectral e l 'aid e d'u ne sou rce d e l u mi ère contin u e Le m esurage s'apparente celui des dispositifs PV j onction unique avec m odification de la pseudolumière (voir l’Article 5) De plus, une tension de polarisation externe adaptée doit être appliquée (voir l’Article 6) En utilisant la lumière hachée et une technique de verrouillage, non seulement l'am plitude du signal mais également, dans la mesure du possible, sa phase, doivent être enregistrées, étant donné qu'elles contiennent des inform ations potentiellem ent valables (voir la bibliographie) M esu rag e d e l a sen sibil i té spectral e l 'aid e d'u ne sou rce d e l u mi ère pu lsée Le m esurage s'apparente celui des dispositifs PV jonction unique avec une pseudolum ière supplémentaire (voir l’Article 5) De plus, une tension de polarisation externe adaptée doit être appliquée (voir l’Article 6) I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 8.3 – 21 – Mesurage de modules connectés en série Le mesurage s'apparente celui des dispositifs PV j onction unique avec modification de la pseudolumière (voir l’Article 5) pour la cellule cible La pseudolum ière supplém entaire appliquée au reste du m odule doit générer des courants photovoltaïques dans toutes les jonctions des cellules qui ne sont pas soum ises l’essai, lesquels sont supérieurs au courant photovoltaïque m axim al généré dans la j onction en essai l'intérieur de la cellule soum ise l’essai (cellule cible) Les conditions de la tension de polarisation sont déj couvertes par l'I EC 60904-8 Correction de la sensibilité spectrale mesurée 9.1 Généralités La sensibilité spectrale m esurée peut s'écarter de la sensibilité spectrale vraie compte tenu du shunt des j onctions et/ou du couplage luminescent Dans les deux cas, l a sensibilité spectrale m esurée doit être corrigée Le shunt dans les j onctions cibles donne lieu une pente non nulle (proche du point de courtcircuit) de la courbe I -V de la j onction, ce qui décale la tension de service et, par conséquent, se traduit par une contribution non nulle des autres jonctions la sensibilité spectrale mesurée Le couplage luminescent dans les dispositifs PV m ultijonctions est un phénomène dans lequel la recombinaison radiative dans une jonction largeur de bande interdite élevée dans la tension de polarisation directe émet des photons vers une jonction largeur de bande interdite inférieure et, lorsqu'ils sont absorbés par cette dernière, créent un courant photovoltaïque supplém entaire dans cette jonction L'effet est particu lièrem ent im portant dans les mesurages de la sensibilité spectrale, la polarisation de la lum ière, exigée pour forcer l'une des jonctions lim iter le courant, obligeant nécessairement les autres jonctions passer en polarisation directe S'agissant d'une jonction d'un dispositif PV multij onction influencée par le shunt et/ou le couplage luminescent, une sensibilité spectrale non nulle est observée des longueurs d'onde plus courtes (queues) dans la région de sensibilité aux longueurs d'onde d'une jonction de filtrage largeur de bande interdite élevée Il convient d'utiliser la procédure suivante pour faire la distinction entre le shunt et le couplage lum inescent en cas de doute sur l'origine, puis d'appliquer la procédure de correction correspondante La lum ière m onochromatique se trouvant dans la gamm e de longueurs d'onde de la queue, faire varier la tension de polarisation appliquée et surveiller l'am plitude du signal: si le dispositif PV est dom iné par le shunt, l'amplitude du signal varie en fonction de la tension de polarisation, alors que si le dispositif PV est dominé par le couplage lum inescent, il convient que l'amplitude soit constante N oter que le couplage luminescent peut dépendre de la tension de polarisation ou de l'éclairem ent de la pseudolum ière, ce qui peut compliquer la distinction Des effets similaires peuvent également appartre par suite du claquage par polarisation inverse dans la j onction lim itation en courant 9.2 Correction du shunt La correction du shunt est décrite ci-dessous D'abord, la sensibilité spectrale de toutes les jonctions est mesurée La form ule (1 ) suivante exprim e la sensibilité spectrale m esurée et peut être utilisée pour la corriger – 22 – 푆 푆 푚 푚 푚푚 = I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 푑푑 ∑ 푛푖=1 푆푆 푖 푑푑 푖 푖 푑푑 ∑ 푛푖=1 푑푑 푖 (1 ) 푖 où est la sensibilité spectrale mesurée; est le nombre de jonctions dans le dispositif m ultij onction ; est l'indice de jonction; est la sensibilité spectrale vraie de la ièm e jonction; est la pente de la courbe I -V de la ièm e jonction en son point de fonctionnem ent lors du m esurage de la sensibilité spectrale SR meas n i SR i dVi /dIi La correction de la sensibilité spectrale mesurée peut permettre d'obtenir la sensibilité spectrale vraie d'une jonction, en s'appu yant sur les connaissances (ou les h ypothèses) préalables de la sensibilité spectrale certaines longueurs d'onde Norm alem ent, il s'agit de l'identification d'un artefact de mesure (une sensibilité spectrale non nulle) dans une zone de longueur d'onde dans laquelle le matériau de la jonction est réputé avoir une sensibilité spectrale nulle Les facteurs de correction peuvent être calculés des longueurs d'onde particulières, puis appliqués l'ensem ble de la plage de longueurs d'onde du mesurage Ceci est possible sans la connaissance explicite de la courbe courant-tension Dans le cas de l'artefact mentionné ci-dessus, la sensibilité spectrale d'une autre j onction est mise l'échelle et déduite pour éliminer l'artefact De plus, la sensibilité spectrale de la jonction présentant l’artéfact est ensuite augm entée en la divisant par (1 -facteur d’échelle) Se reporter la bibliographie pour de plus am ples informations 9.3 Correction du couplage luminescent 9.3.1 Généralités Dans la procédure suivante de correction du couplage lum inescent, les différentes j onctions J i sont indexées partir de la largeur de bande interdite la plus élevée (1 = jonction supérieure, = deuxième jonction, etc.) Cette procédure tient compte uniquem ent du couplage entre des jonctions adj acentes, et ignore le couplage direct partir de, par exem ple, J J , car il convient que la j onction intermédiaire soit, dans ce cas, suffisamm ent épaisse pour absorber toute la lum inescence provenant de J Les corrections sont appliquées en séquence, ce qui signifie que les effets du couplage J J de la deuxième jonction sont corrigés, puis les effets combinés de J J et J J , de la troisième jonction sont corrigés, etc 9.3.2 Correction de la sensibilité spectrale de la deuxième jonction (pour le couplage J J 2) 9.3.2.1 Cette correction s'applique la sensibilité spectrale de la j onction inférieure d'un dispositif PV deux jonctions ou la sensibilité spectrale de la deuxième jonction d'un dispositif PV trois j onctions (voire plus) I dentifier une plage de longueurs d'onde [흀ퟏ , 흀ퟐ ] dans laquelle: a) la sensibilité spectrale de la jonction supérieure est proche de sa valeur maximale; b) la courbe de sensibilité spectrale est relativem ent lisse 9.3.2.2 9.3.2.3 Pour une longueur d'onde 흀ퟎ proche du point m ilieu de la plage [흀ퟏ , 흀ퟐ ] , calculer le rapport 휷(ퟏퟐퟐ) 훽1(22 ) 푚푚 푚 푚 = 푆푆푆푆2 푚푎푎(휆(휆00) ) où 푆푆 푖푚푚 푚푚 (휆) se rapporte la courbe de sensibilité spectrale mesurée de la i èm e jonction; (2) I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 푆푆 푖푚푎푎 (휆) – 23 – se rapporte la courbe de sensibilité spectrale réelle (c'est-à-dire corrigée) mesurée de la i èm e jonction La jonction supérieure ne fait l'objet d'aucune correction, donc: 푆푆1푚푎푎 (휆) 9.3.2.4 = 푆푆1푚푚푚푚 (휆) (3) À l'aide des résultats de la form ule (2), estim er le facteur de correction 흂(ퟐퟐ) ퟏ 훽 (2 ) ( ) 휈1 22 ≈ 2(2 ) 1−훽 (4) 12 9.3.2.5 Calculer la courbe 푺푺 풂ퟐ 풂풂 (흀) de la deuxième jonction corrigée grâce la form ule (5) ci-dessous: 푚푚 푚 푚 ( ) 푆푆2푚푎푎 (휆) = �1 + 휈1(22 ) � ∙ 푆푆 2푚푚푚푚 (휆) − 휈1(22 ) ∙ 푆푆1푚푎푎 (휆) = 푆푆2 (2 )휆 − − 훽1 훽1(22) 푚 푎푎 ( ) 푆 푆 (휆 ) − 훽1 (5) Ajuster par incrém ent la valeur de 휈1(22 ) et répéter de sorte que la valeur moyenne de 푆푆2푚푎푎 soit nulle sur la plage [휆1 , 휆2 ] Pour ce faire, utiliser un calcul formel de la valeur m oyenne de la sensibilité spectrale corrigée, une exactitude suffisante étant toutefois souvent obtenue par un sim ple examen visuel (de la courbe de la sensibilité spectrale de la deuxième jonction) perm ettant de constater que la sensibilité spectrale moyenne semble s'approcher de zéro 9.3.2.6 9.3.3 Correction de la sensibilité spectrale de la troisième jonction (pour le couplage J J et J J ) 9.3.3.1 Cette correction s'applique la sensibilité spectrale de la j onction inférieure d'un dispositif PV trois jonctions ou la sensibilité spectrale de la troisième jonction d'un dispositif PV quatre jonctions (voire plus) Pour corriger le couplage, les deux constantes (3 ) doivent être déterm inées 푆 2푚푎푎 (휆) doit être déterminé avant de continuer, en 휈1(32 ) et 휈23 suivant la procédure ci-dessus de correction de la sensibilité spectrale de la deuxième jonction 푆 I dentifier une plage de longueurs d'onde [흀푻ퟏ , 흀푻ퟐ ] dans la région de la sensibilité de la jonction supérieure, où: a) la sensibilité spectrale de la jonction supérieure est proche de sa valeur maximale; b) la courbe de sensibilité spectrale est relativem ent lisse 9.3.3.2 9.3.3.3 Pour une longueur d'onde 흀푻 ퟎ proche du m ilieu de la plage [흀푻ퟏ , 흀푻ퟐ ] , calculer: (3 ) 훽1 푚푚 푚 푚 푇 푆3 ( 휆0 ) = 푆푆푆 푚 푎 ( 휆푇 ) 푎 (6) 푴 I dentifier une plage de longueurs d'onde [흀푴 ퟏ , 흀ퟐ ] dans la région de la sensibilité de la j onction m édiane, où: a) la sensibilité spectrale de la jonction m édiane est proche de sa valeur maxim ale; b) la courbe de sensibilité spectrale est relativement lisse 9.3.3.4 9.3.3.5 푴 푴 Pour une longueur d'onde 흀푴 ퟎ proche du milieu de la plage [흀ퟏ , 흀ퟐ ] , calculer: (3 ) 훽23 푚푚 푚 푚 = 푆푆푆푆3 푚푎 (휆(휆푀0) ) 푎 푀 (7) – 24 – 9.3.3.6 Estim er le premier facteur de correction 흂ퟏ(ퟑퟐ) : 휈1(32 ) 9.3.3.7 (3 ) = 훽훽1(32) (8) 23 Estimer le deuxièm e facteur de correction 흂(ퟐퟑퟑ) : ( ) 휈233 9.3.3.8 I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 (3 ) = 휈(3 ) − (1훽+1휈2(3 ) ) ∙ 훽 (3 ) = 12 12 12 훽2(33) (3 ) (3 ) − (1 + 휈1 ) ∙ 훽2 (3 ) = − (훽 훽(32)3+ 훽 (3 ) ) 23 12 (9) Calculer la courbe 푺푺 풂ퟑ 풂풂 (흀) de la troisièm e jonction corrigée grâce la formule (1 0) ci-dessous: 푆푆 3푚푎푎 (휆) = �1 + 휈23(3 ) + 휈1(32 ) 휈23(3 ) � ∙ 푆푆 3푚푚푚푚 (휆) − 휈23(3 ) ∙ 푆푆 2푚푎푎 (휆) − 휈1(23 ) 휈23(3 ) ∙ 푆푆1푚푎푎 (휆) (1 0) (3 ) , et répéter 3.8 de sorte que la Ajuster par incrément les valeurs de 휈1(32 ) et 휈23 푚 푎푎 푇 푇 valeur moyenne de 푆푆 soit nulle sur les plages [휆1 , 휆2 ] et [휆푀1 , 휆푀2 ] Pour ce faire, utiliser comme précédemment un calcul formel des valeurs moyennes de la sensibilité spectrale corrigée, une exactitude suffisante étant toutefois souvent obtenue par un sim ple exam en visuel permettant de constater que la sensibilité spectrale semble être nulle dans les deux plages de longueurs d'onde 9.3.3.9 9.3.4 Correction de la sensibilité spectrale de la quatrième jonction (ou jonction supérieure) La sensibilité spectrale de la quatrième j onction (ou j onction supérieure) peut être corrigée selon une exactitude raisonnable en ignorant les effets de la ou des jonctions supérieures et en ne tenant compte que des couplages issus des deux j onctions précédentes Pour la quatrièm e jonction a) Corriger la sensibilité spectrale de la deuxième jonction et de la troisième j onction com me indiqué ci-dessus (9 3.2 et 3) b) Suivre de nouveau la procédure pour la troisième jonction, m ais en augm entant de les indices inférieurs et les indices supérieurs La correction de la sensibilité spectrale des j onctions supérieures est une extension directe de cette procédure Voir la bibliographie pour de plus amples informations Rapport A l'issue de la procédure, un rapport certifié des m esurages de la sensibilité spectrale doit être préparé par l'organism e chargé des essais Chaq ue certificat ou rapport d'essai doit com porter tous les éléments exigés par l'I EC 60904-8 De plus, les éléments suivants doivent être également inclus et spécifiés pour chaque j onction soum ise l’essai: • • • • • I dentification de la pseudolum ière appliquée, y com pris les longueurs d'onde, les bandes passantes et les éclairements; Description de la m éthode adoptée pour déterm iner la tension de polarisation; Tension de polarisation externe réellem ent appliquée; Documentation des corrections appliquées, le cas échéant; Déclaration de l'incertitude estimée de l'étalonnage ou des résultats d'essai applicables aux procédures de m esure des dispositifs m ultijonctions I EC 60904-8-1 : 201 © I EC 201 – 25 – Bibliographie M A Steiner, S R Kurtz, J F Geisz, W E McMahon and J M Olson, "Using phase effects to understand m easurements of the quantum efficiency and related luminescent coupling in a multijunction solar cell", IEEE Journal of Photovoltaics , Vol 2, N o 4, 201 2, pp 424-433 M yles A Steiner, John F Geisz, Tom E Moriarty, Ryan M France, William E McMahon, Jerry M Olson, Sarah R Kurtz and Daniel J Friedman, “Measuring I V curves and subcell photovoltaic currents in the presence of luminescent coupling”, Journal of Photovoltaics , 3, 879, 201 M Meusel, R Adelhelm, F Dimroth, A.W Bett, and W Warta, Spectral Mismatch Correction and Spectrometric Characterization of Monolithic III-V Multi-Junction Solar Cells Progress in Photovoltaics: Research and Applications , 2002, 0(4): pp 243-255 G Siefer, C Baur, and A.W Bett, "External Quantum Efficiency Measurem ents of Germanium Bottom Subcells: Measurem ent Artifacts and Correction Procedures", Proceedings of the 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference , 201 0, Honolulu, H I pp 000704 – 07 Y H ishikawa, Y Tsuno, K Kurokawa, "Spectral response m easurements of PV m odules and multi-junction devices", Proceedings of 22 nd European Photovoltaics Solar Energy Conference, 2007, Milan, I tal y, pp 2765-2769 Y Tsuno, Y H ishikawa, K Kurokawa, "A m ethod for spectral response measurements of various PV m odules", Proceedings of 23 rd European Photovoltaics Solar Energy Conference, 2008, Valencia, Spain, pp 2723-2727 T Sogabe, A Ogura, C -Y Hung, V Evstropov, M M intairov, M Shvarts, Y Okada "Experim ental characterization and self-consistent m odeling of lum inescence coupling effect in I I I -V multijunction solar cells", Applied Physics Letters, 03, 263907, 201 3; doi: 1 063/1 4858970 _ I N TE RN ATI O N AL E LE CTRO TE CH N I CAL CO M M I S S I O N 3, ru e d e Va re m bé P O B ox CH -1 1 G e n e va S wi tze rl a n d Te l : + 41 F a x: + 22 91 02 1 22 91 03 00 i n fo @i e c ch www i e c ch