JJF 2318-2025 太阳电池量子效率测试仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2318—2025太阳电池量子效率测试仪校准规范CalibrationSpecificationforSolarCellQuantumEfficiencyMeasurementInstruments2025-09-08发布2026-03-08实施国家市场监督管理总局发布JJF2318—2025太阳电池量子效率测试仪校准规范CalibrationSpecificationforSolarCellQuantumEfficiencyMeasurementInstruments→→→→→→→→→→→→→→→→JJF2318—2025归口单位:全国光伏专用计量器具计量技术委员会主要起草单位:福建省计量科学研究院中国计量科学研究院中国测试技术研究院参与起草单位:上海市计量测试技术研究院有限公司中国科学院电工研究所本规范委托全国光伏专用计量器具计量技术委员会负责解释JJF2318—2025本规范主要起草人:罗海燕(福建省计量科学研究院)魏群(福建省计量科学研究院)张俊超(中国计量科学研究院)康张李(中国测试技术研究院)参加起草人:何翔(福建省计量科学研究院)黄必勇(上海市计量测试技术研究院有限公司)姜飞飞(中国科学院电工研究所)JJF2318—2025Ⅰ引言 1范围 (1)2引用文件 (1)3术语和定义 (1)4概述 (2)5计量特性 (2)6校准条件 (3)7校准项目和校准方法 (4)8校准结果表达 (7)9复校时间间隔 (7)附录A量子效率与光谱响应的换算关系 (8)附录B测试点分布 (9)附录C单色光和偏置光辐照度不均匀性测量结果不确定度评定示例 (10)附录D相对光谱响应示值误差测量结果的不确定度评定示例 (15)附录E短路电流示值误差测量结果的不确定度评定示例 (18)附录F反射比测量示值误差测量结果的不确定度评定示例 (21)附录G波长示值误差校准结果的不确定度评定示例 (23)附录H太阳电池量子效率测试仪校准原始记录推荐格式 (25)附录I太阳电池量子效率测试仪校准证书推荐格式 (27)JJF2318—2025ⅡJJF1001《通用计量术语及定义》、JJF1059.1《测量不确定度评定与表示》和JJF1071《国家计量校准规范编写规则》共同构成支撑本规范编写的基础性系列规范。本规范为首次发布。JJF2318—20251太阳电池量子效率测试仪校准规范1范围本规范适用于波长范围为(280~1600)nm的太阳电池量子效率测试仪的校准。2引用文件本规范引用了下列文件:JJG453—2003标准色板检定规程JJF1150—2006光电探测器相对光谱响应度校准规范GB/T2297—1989太阳光伏能源系统术语GB/T6495.8—1998光伏器件第8部分:光伏器件光谱响应的测量IEC60904-2:2023光伏器件第2部分:光伏参考器件的要求(Photovoltaicdevices—Part2:Requirementsforphotovoltaicreferencedevices)IEC60904-8:2014光伏器件第8部分:光伏器件光谱响应的测量[Photovoltaicdevices—Part8:Measurementofspectralresponsivityofaphotovoltaic(PV)device]IEC61215-2:2021地面光伏组件设计鉴定和定型第2部分:试验程序[Terres-trialphotovoltaic(PV)modules—Designqualificationandtypeapproval—Part2:Test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术语和定义GB/T2297—1989界定的以及下列术语和定义适用于本规范。3.1太阳电池量子效率quantumefficiencyofphotovoltaiccells某个波长的光子入射到太阳电池后产生的电子空穴对的几率。[来源:GB/T2297—1989,3.3]3.2光谱响应(光谱灵敏度)spectralresponse(spectralsensitivity)各个波长上,单位辐照度所产生的短路电流密度与波长的函数关系,单位:A/W。某个波长下光伏电池的光谱响应与量子效率的换算关系如附录A所示。[来源:GB/T2297—1989,3.27]3.3相对光谱响应(相对光谱灵敏度)relativespectralresponse(relativespectralsensitivity)以某一特定的波长(通常是以光谱响应的最大值)进行归一化的光谱响应。[来源:GB/T2297—1989,3.29]3.4小光斑测试仪smallspotinstrument单色光光斑的有效测试尺寸小于(2cm×2cm)且边长小于2cm,主要用于分析JJF2318—20252太阳电池精细结构性能的量子效率测试仪。3.5大光斑测试仪largespotinstrument单色光光斑的有效测试尺寸大于或等于(2cm×2cm)且边长大于或等于2cm,根据面积大小不同,分别应用于测试标准太阳电池、单晶或多晶电池片和多结太阳电池的量子效率测试仪。4概述斩波器滤光片轮光强监控太阳电池量子效率测试仪是用于测量各种太阳电池的光谱响应、量子效率、反射比、短路电流等指标的仪器,是太阳电池结构分析和电性能参数校准的重要测试设备。其主要结构如图1所示,包括:单色光光源系统、斩波器、单色仪、滤光片轮、光强监控探测器、偏置光光源系统、样品台、锁相放大器、前置放大器、控制系统、数据记录和处理软件等。其主要测量原理是通过强度可调的偏置光照射太阳电池,模拟其不同的工作状态,同时测量太阳电池在不同波长的单色光照射下产生的短路电流,从而得到太斩波器滤光片轮光强监控样品台\图1太阳电池量子效率测试仪主要结构示意图5计量特性太阳电池量子效率测试仪的计量特性包括:单色光辐照度不均匀性、偏置光辐照度不均匀性、相对光谱响应测量示值误差、短路电流测量示值误差、反射比测量示值误差、波长示值误差等。各项计量特性技术指标见表1。表1太阳电池量子效率测试仪主要技术指标序号校准项目技术指标小光斑测试仪大光斑测试仪1单色光辐照度不均匀性—应≤10%2偏置光辐照度不均匀性—应<15%JJF2318—20253表1太阳电池量子效率测试仪主要技术指标(续)序号校准项目技术指标小光斑测试仪大光斑测试仪3相对光谱响应测量示值误差(400~1000)nm:应不超过±1%;其他波段:应不超过±3%4短路电流测量示值误差*—应不超过±1%5反射比测量示值误差应不超过±3%6波长示值误差应不超过±2nm注:以上指标不用于合格性判别,仅供参考。*短路电流测量示值误差需在同一溯源体系中进行校准,仅针对高等级的量子效率测试仪。6校准条件6.1环境条件6.1.1环境温度:(20~40)℃。6.1.2相对湿度:(20~80)%。6.1.3电源:(220±22)V,频率:(50±0.5)Hz;6.1.4无明显机械振动,无电磁干扰,无易燃易爆和腐蚀性气体,无影响辐照度和光谱测量的杂散光。6.2测量标准及其他设备6.2.1WPVS(WorldPhotovoltaicScale)标准太阳电池应满足IEC60904-2:2023中规定的二级标准太阳电池的要求,为稳定的晶硅太阳电池。其光谱响应范围通常应覆盖(300~1200)nm,填充因子大于65%,参考WPVS①太阳电池的规格,电池本体包含一个电流信号输出口与一个温度信号输出口,两个信号输出口均采用四线法引出信号。内部电池片尺寸为(20mm×20mm)。6.2.2直流数字电压表6位半以上直流数字源表,最大允许误差不超过±0.01%。6.2.3I/V变换器变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标准探测器已知绝对或相对光谱响应的光电探测器,测量波长范围内应有足够高的绝对光谱响应度,较低的暗噪声,符合JJF1150—2006中6.2.1的要求。参考IEC60904-8:2014中6.8建议采用硅(Si)、锗(Ge)或铟镓砷(InGaAs)光电探测器,不同的波长范围采用覆盖该波段的探测器或探测器组合进行校准。6.2.5参考电池片应为稳定的晶硅太阳电池片,依据IEC61215-2:2021中4.19进行短路电流变化率①C.R.Osterwald,S.Anevsky,K.Bücher,etal,Theworldphotovoltaicscaleaninternationalreferencecellcalibrationprogram,ProgressinPhotovoltaicsResearchandApplications,vol.7,pp.287-297,1999.JJF2318—20254测试,其短路电流变化率应不超过±1%。6.2.6标准白板或标准灰板标准白板和标准灰板直径d应不小于25mm,应至少能覆盖积分球的出光口,其反准,U≤0.02(k=2)。建议峰值波长为(632.8±2.0)nm,(1330.0±2.0)nm的滤光片或相应波长范围,≤0.6nm(k=2)。建议特征波长为365.016nm、435.833nm、546.075nm、6的汞氩氖灯或相应波长范围内的标准线光谱灯源。7校准项目和校准方法7.1校准前检查7.1.1核对检查被校仪器的名称、规格型号、生产厂商、出厂编号等。7.1.2确认被校仪器的正常工作状态,有效测试面积以及周围环境状况等。7.2校准项目7.2.1单色光辐照度不均匀性。7.2.2偏置光辐照度不均匀性。7.2.3相对光谱响应测量示值误差。7.2.4短路电流测量示值误差。7.2.5反射比测量示值误差。7.2.6波长示值误差。7.3校准方法7.3.1单色光辐照度不均匀性若被校仪器的单色光斑面积大于或等于156mm×156mm,选取单色光辐照度测试有效区域的上中下和左中右9个测试位置(典型示意图如图2所示),主要采用WPVS标准太阳电池作为光检测器,在每个测试位置测量单色光辐照度,产生与辐照度成正比的短路电流,用精密数字电压表记录经I-V转化器放大后的与辐照度等效的电压信号VMWn(n为测试点编号),找出最大值VMWmax和最小值VMWmin,根据公式(1)计算单色光辐照度的不均匀性JMW:式中:JMW—单色光辐照度的不均匀性;VMWmax—测试点中单色光电压信号最大值,mV;VMWmin—测试点中单色光电压信号最小值,mV。JJF2318—2025544577图2光斑测试区域内9个测试位置示意图其中作为检测器的WPVS硅太阳电池也可替换成其他符合要求的检测器。典型的单色光评估波长为400nm、532nm、650nm和900nm。可根据校准需求选择校准其他波长。若被校仪器的单色光斑面积小于156mm×156mm,则推荐采用有效感光面的边长为待评估光斑短边边长的八分之一的检测器,可采用光阑对检测器的尺寸进行调节。不均匀性校准采用的点数,也可在上述要求的基础上根据校准需求增加测量点进行校准,推荐的校准点分布如附录B所示。7.3.2偏置光辐照度不均匀性偏置光辐照度的不均匀性采用类似前述单色光辐照度的不均匀性校准方法进行校准。将偏置光辐照度测试有效区域划分成9个测量位置,主要采用WPVS标准太阳电池作为检测器,在每个测试位置测量辐照度,产生与辐照度成正比的短路电流,用精密数字电压表记录短路电流经I-V转化器放大后的与辐照度等效的电压信号VBWn(n为测试点编号),找出最大值VBWmax和最小值VBWmin,根据公式(2)计算偏置光辐照度的不均匀性JBW:式中:JBW—偏置光辐照度的不均匀性;VBWmax—测试点中偏置光电压信号最大值,mV;VBWmin—测试点中偏置光电压信号最小值,mV。不均匀性校准采用的点数,也可在上述要求的基础上根据校准需求增加测量点进行校准,需记录校准区域的分布情况和校准的位置。7.3.3相对光谱响应测量示值误差对于只能产生小光斑单色光的仪器或工作在产生小光斑单色光状态的仪器,在其样品台放置标准光电探测器进行相对光谱响应测量。(280~1000)nm波段通常采用标准Si光电探测器,(1000~1600)nm波段通常采用标准Ge光电探测器或InGaAs光电探测器。在无偏置光照射的情况下,重复测量3次,将测量结果取算术平均值,并除以最大值进行归一化,将其作为仪器的相对光谱响应的测量值,按公式(3)计算仪器的相6对光谱响应测量示值误差:(3)式中:δSR—相对光谱响应测量示值误差;SR—仪器相对光谱响应测量值,%;SRs—标准器的相对光谱响应校准值,%。对于大光斑的仪器,采用光谱响应测量模式,在其样品台放置WPVS标准太阳电池进行相对光谱响应测量,在无偏置光照射的情况下,重复测量3次,将测量结果取算术平均值,并除以最大值进行归一化,将其作为仪器的相对光谱响应的测量值,按公式(3)计算仪器的相对光谱响应示值误差。也可采用已知光谱响应的参考电池片进行大光斑的相对光谱响应示值误差的校准。7.3.4短路电流测量示值误差采用短路电流测量模式,在其样品台放置标准太阳电池或者参考电池片,(25±1)℃时进行测量,重复校准3次,取其算术平均值作为仪器的短路电流的校准值,按公式(4)计算仪器的短路电流测量示值误差δI: (4)式中:δI—短路电流测量示值误差; Isc—仪器3次测量值的平均值,A;Isc—标准太阳电池或者参考电池片的短路电流标准值,A。7.3.5反射比测量示值误差经自校后的仪器,采用反射测量模式,在其样品台放置标准白板或灰板进行反射比示值误差测量,重复测量3次,取算术平均值作为仪器的反射比测量值,按公式(5)计算仪器的反射比测量示值误差。式中:δR式中:δR—反射比测量示值误差;R—仪器3次反射比测量值的平均值;Rs—标准白板或灰板反射比校准值。7.3.6波长示值误差经自校后的仪器,采用透射测量模式,根据波长测量范围在其样品台放置特征波长约为632.8nm或1330.0nm的窄带标准滤光片进行波长示值误差测量,重复测量3次,取测得波峰的波长算术平均值作为仪器的波长测量值,按公式(6)计算仪器的波长示值误差δλ:δλ=λ-λs(6)7式中:δλ—波长示值误差,nm;λ—仪器3次波长测量值的平均值,nm;λs—标准滤光片峰值波长标准值,nm。波长示值误差也可采用标准线光谱灯源进行校准。将标准线光谱灯灯源对准仪器的探测器接收口,采用透射率测量模式,记录仪器显示的波长示值,重复测量3次,根据平均值计算波长示值误差。8校准结果表达根据被检仪器校准结果出具校准证书,校准证书应至少应包含以下信息:a)标题:“校准证书”;b)实验室名称和地址;c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书的唯一性标识(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;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日期;h)如果与校准结果的有效性应用有关时,应对被校准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;j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;k)校准环境的描述;l)校准结果及其测量不确定度的说明;m)对校准规范的偏离的说明;n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;o)校准结果仅对被校准对象的有效性说明;p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书或报告的声明。9复校时间间隔复校时间间隔由太阳电池量子效率测试仪使用情况、使用者、其本身质量等因素决定,送检单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。建议仪器复校时间间隔最长不超过12个月。JJF2318—20258附录A量子效率与光谱响应的换算关系某个波长下量子效率EQE(λ)与光谱响应SR(λ)的换算关系如公式(A.1)所示:(A.1)式中:λ—单色光波长,m;h—普朗克常数,J·s,6.626×10-34J·s;c—光速,m/s,3.0×108m/s;e—基本电荷,C,1.6×10-19C。JJF2318—20259附录B测试点分布太阳电池量子效率测试仪的单色光和偏置光辐照度不均匀性测试根据测试面积的不同选取不同的测试点,推荐的测试点分布如表B.1所示。表B.1测试点分布序号单色光斑尺寸(方形)测试点分布1d<20mm—220mm≤d<210mm53d≥210mmdd4242579910附录C单色光和偏置光辐照度不均匀性测量结果不确定度评定示例C.1太阳电池量子效率测试仪单色光辐照度不均匀性测量结果不确定度评定C.1.1测量用标准器测量用标准器为精密数字电压表,WPVS标准太阳电池。C.1.2测量对象测量对象为太阳电池量子效率测试仪。C.1.3测量模型太阳电池量子效率测试仪单色光辐照度的不均匀性按公式(C.1)计算:(C.1)式中:JMW—单色光辐照度的不均匀性;VMVmax—测试点中单色光电压信号最大值,mV;VMVmin—测试点中单色光电压信号最小值,mV。C.1.4不确定度来源不确定度来源包括:WPVS标准太阳电池检测器不稳定性引入的不确定度,位置重复性引入的不确定度,单色光光源重复性引入的不确定度,信号采集装置引入的不确定度,信号采集装置读数有效位数引入的不确定度,温度变化引入的不确定度。C.1.5标准不确定度分量的评定C.1.5.1WPVS标准太阳电池检测器不稳定性引入的不确定度u1将检测器放置于高稳定度光源下,稳定30min后,通过I-V转化器变换后测量其10min内输出电压信号10次,结果如表C.1所示。表C.1不稳定性测量结果序号电压信号/mV119.3584219.3447319.3556419.3462519.3443619.3355719.3446819.3438919.34261019.334211因此,WPVS标准太阳电池检测器不稳定性引入的不确定度u1为:C.1.5.2位置重复性引入的不确定度u2由于划分区域与检测器对位有一定差异,因放置位置不同引入的不确定度估算为..%。单色光光源重复性引入的不确定度u3在10min内,在光斑同一区域内重复测量10次,测量结果如表C.2所示。其辐照度重复性引入的不确定度估算为u02.461次。测量结果序号检测器电压信号/mV10.53220.53530.53340.52950.53160.52970.52880.52890.529100.528C.1.5.4信号采集装置溯源引入的不确定度u4,u5信号采集装置中的数表和放大器根据上级溯源校准结果计算引入的不确定度分别为使用的信号采集装置中的数表为七位半分辨率,由其读数有效位数引入的不确定度u6可忽略不计。C.1.5.6温度变化引入的不确定度u7在光源照射条件下,检测器受热温度变化,可能导致结果变化,探头的温度系数约为0.05%/℃,温度变化在1℃内,变化为均匀分布,产生的不确定度约为C.1.5.7单色光辐照度不均匀性测量的合成不确定度计算单色光辐照度不均匀性测量的标准不确定度汇总表见表C.3。12表C.3单色光辐照度不均匀性测量的标准不确定度汇总表序号测量不确定度来源标准不确定度符号数值/%1WPVS标准太阳电池检测器不稳定性引入的不确定度u10.062位置重复性引入的不确定度u20.53单色光光源重复性引入的不确定度u30.464信号采集装置溯源引入的不确定度u4u50.0010.0255信号采集装置读数有效位数引入的不确定度u6—6温度变化引入的不确定度u70.03由于各不确定度分量彼此不相关,因此合成标准不确定度为:C.1.6相对扩展不定c=度u+u+u+u+u+u+u≈0.68%C.2.1测量用标准器测量用标准器为精密数字电压表,WPVS标准太阳电池。C.2.2测量对象测量对象为太阳电池量子效率测试仪。C.2.3测量模型太阳电池量子效率测试仪偏置光辐照度的不均匀性JBW按公式(C.2)计算:(C.2)式中:JBW—偏置光辐射照度的不均匀性;VMVmax—测试点中偏置光电压信号最大值,mV;VMVmin—测试点中偏置光电压信号最小值,mV。C.2.4不确定度来源不确定度来源包括:WPVS标准太阳电池检测器不稳定性引入的不确定度,位置重复性引入的不确定度,偏置光光源重复性引入的不确定度,标准器引入的不确定度,信号采集装置读数有效位数引入的不确定度,温度变化引入的不确定度。C.2.5标准不确定度分量的评定C.2.5.1WPVS标准太阳电池检测器不稳定性引入的不确定度u1将检测器放置于高稳定度光源下,稳定30min后,通过I-V转化器变换后测量其10min内输出电压信号10次,结果如表C.4所示。13表C.4不稳定性测量结果序号电压信号/mV119.3584219.3447319.3556419.3462519.3443619.3355719.3446819.3438919.34261019.3342因此,WPVS标准太阳电池检测器不稳定性引入的不确定度u1为:C.2.5.2位置重复性引入的不确定度u2由于划分区域与检测器对位有一定差异,因放置位置不同引入的不确定度估算为..%偏。置光光源重复性引入的不确定度u3在10min内,在偏置光同一区域重复测量10次,测量结果如表C.5所示。其辐照度的重复性引入的不确定度u3=0表.3。10次测量结果序号检测器电压信号/mV121.69221.70321.58421.60521.58621.62721.42821.56921.561021.50C.2.5.4标准器引入的不确定度u4,u5C.2.5.5信号采集装置读数有效位数引入的不确定度u6信号采集装置中的数表和放大器根据上级溯源校准结果计算引入的不确定度分别为u4=0.001%,C.2.5.5信号采集装置读数有效位数引入的不确定度u6使用的信号采集装置中的数表为七位半分辨率,由其读数有效位数引入的不确定度u6可忽略不计。14C.2.5.6温度变化引入的不确定度u7在光源照射条件下,检测器受热温度变化,可能导致结果变化,探头的温度系数约为0.05%/℃,温度变化在1℃内,变化为均匀分布,产生的不确定度约为u7=C.2.5.7偏置光辐照度不均匀度测量的合成不确定度计算偏置光辐照度不均匀度的标准不确定度汇总表见表C.6。表C.6偏置光辐照度不均匀度的标准不确定度汇总表序号测量不确定度来源标准不确定度符号数值/%1WPVS标准太阳电池检测器不稳定性引入的不确定度u10.062位置重复性引入的不确定度u20.53偏置光光源重复性引入的不确定度u30.384标准器引入的不确定度u4u50.0010.0255信号采集装置读数有效位数引入的不确定度u6—6温度变化引入的不确定度u70.03由于各不确定度分量彼此不相关,因此合成标准不确定度为:C.2.6C.2.6相对扩展不确定度Urel=k×uc=1.3%(k=2)JJF2318—2025附录D相对光谱响应示值误差测量结果的不确定度评定示例D.1测量用标准器测量用标准器为标准光电探测器。D.2测量对象测量对象为太阳电池量子效率测试仪。D.3测量模型式中:δSR—相对光谱响应测量示值误差;SR—仪器3次相对光谱响应校准值的平均值;SRs—标准光电探测器的相对光谱响应标准值。D.4不确定度来源不确定度来源包括:重复性引入的不确定度分量,标准光电探测器的光谱响应度校准结果引入的不确定度分量,单色仪带宽误差引入的不确定度分量,光电测量部分的非线性引入的不确定度分量,波长误差引入的不确定度分量,杂散辐射引入的不确定度分量,辐射源和WPVS参考太阳电池表面均匀性影响引入的不确定度分量,标准光电探测器吸收系数引入的不确定度分量。D.5不确定度分量的评定D.5.1重复性引入的不确定度分量u1标准光电探测器相对光谱响应度测量10次重复性引起的相对不确定度分量u1为:2根据标准光电探测器的光谱响应度校准结果的相对扩展不确定度,标准光电探测器的光谱响应度校准结果引入的不确定度分量为u2:D.5.3单色仪带宽误差引入的不确定度分量u3。D.5.3单色仪带宽误差引入的不确定度分量u315当标准光电探测器和被检仪器自带参考光电探测器的光谱响应的斜率不同时,单色仪带宽会引进误差。此项不确定度分量约为:u3=0.0004%。15JJF2318—202516D.5.4光电测量部分的非线性引入的不确定度分量u4当测量装置通过对辐射源进行调制,并用锁相放大器进行测量,可减小杂散光的影响,提高测量准确度。但锁相放大器有可能引进非线性误差。可用双孔径法对带光电二5线性<0.1%,估算u4=0.1%。采用特征谱线灯对单色仪的波长偏差进行标定,最大偏差0.2nm,此项不确定度:5.单色仪的杂数辐射为10-10,用截止滤光片测量单色仪的杂数辐射,在460nm测量,大于此波长的杂数辐射应该更小,该项误差可忽略。通带外的杂散辐射,因采用了D.5.7辐射源和探测器表面均匀性影响引入的不确定度u7调制锁相方法测量,影响也很小,误差可忽略,因此D.5.7辐射源和探测器表面均匀性影响引入的不确定度u7因为每次装调探测器的位置不同,引入误差,实际中使用重复装调的方法验证该误差。8此项不确定度分量u6=0.2%。标准光电探测器吸收系数引入的不确定度分量u8为:-量子效率测试仪相对光谱响应度测量的标准不确定度汇总见表D.1。表D.1量子效率测试仪相对光谱响应度测量的标准不确定度汇总表序号测量不确定度来源标准不确定度符号数值/%1相对光谱响应度测量重复性引入的标准不确定度u1-10.58u1-20.25u1-30.352标准光电探测器的光谱响应度校准引入的标准不确定度u2-10.9u2-20.85u2-31.03单色仪带宽误差引入的标准不确定度u30.00044光电测量部分的非线性引入的标准不确定度u40.15波长误差引入的标准不确定度u50.26杂散辐射带来的误差引入的标准不确定度u607辐射源和参考光电探测器表面均匀性影响引入的标准不确定度u70.28标准光电探测器吸收系数引起的误差引入的标准不确定度u8-10.3u8-20.2u8-30.3JJF2318—202517D.6太阳电池量子效率测试仪相对光谱响应度的合成标准不确定度计算由于各不确定度分量彼此不相关,因此合成标准不确定度为:结果如表D.2结果如表D.2所示。表D.2相对光谱响应度的合成标准不确定度波长范围/nmuSRc/%300~4001.2400~11000.961100~16001.1D.6.1相对扩展不确定度k(;。JJF2318—202518附录E短路电流示值误差测量结果的不确定度评定示例E.1测量用标准器测量用标准器为WPVS标准太阳电池。E.2测量对象测量对象为太阳电池量子效率测试仪。 E.3测量模型 式中:δI—短路电流测量示值误差; Isc—仪器3次测量值的平均值,A;Isc—太阳电池的短路电流校准值,A。E.4不确定度来源不确定度来源包括:短路电流测量重复性引入的不确定度分量,WPVS参考太阳电池校准引入的不确定度分量,单光仪波长准确性造成标准器测量的偏差引入的不确定度分量。E.5标准不确定度分量的评定(以WPVS标准太阳电池为标准器)E.5.1短路电流测量重复性引入的不确定度分量u1测量WPVS标准太阳电池短路电流6次,数据见表E.1。通过计算太阳电池量子效率测试仪短路电流实验标准偏差作为短路电流测量重复性引入的不确定度分量u1。表E.1WPVS电池短路电流重复测量6次的数据序号短路电流/mA1150.502150.443150.404150.395150.526150.51平均值/mA150.46相对标准偏差/%0.038测量时采用3次测量数值的平均值作为测量结果,因此由重复性引入的标准不确定度分量u1为:19E.5.2WPVS标准太阳电池校准引入的不确定度分量u2WPVS标准太阳电池溯源证书中的相对扩展不确定度为Urel=0.40%(k=2),因此由WPVS标准太阳电池校准引入的的不确定度分量E.5.3单光仪波长准确性造成标准器测量的偏差引入的不确定度分量u3根据单光仪的性能指标,其分光准确度为0.2nm,因此需要评估单光仪波长准确性引入的不确定度。以5nm为步进,每一个波长往前和往后偏移0.2nm引入的误差,取两者的最大值进行评估。该项不确定度分量按均匀分布评估,该因素对WPVS短路量子效率测试仪短路电流示值误差测量的标准不确定度汇总见表E.2。表E.2量子效率测试仪短路电流示值误差测量的标准不确定度汇总表序号测量不确定度来源标准不确定度符号数值/%1短路电流测量重复性引入的不确定度分量u10.0222WPVS标准太阳电池校准引入的不确定度分量u20.23单光仪波长准确性造成标准器测量的偏差引入的不确定度分量u30.2E.6合成标准不确定度由于各不确定度分量彼此不相关,合成标准不确定度uI采用下式计算:uIscc=u+u+u≈0.28%E.7扩展不确定度短路电流示值误差扩展不确定度UI采用下式计算:UIsc=uIscc·k=0.56%(k=2)E.8标准不确定度分量的评定(以参考电池片为标准器)E.8.1短路电流测量重复性引入的不确定度分量u1测量以参考电池片短路电流6次,数据见表E.3。通过计算太阳电池量子效率测试仪短路电流实验标准偏差作为短路电流测量重复性引入的不确定度分量u1。表E.3参考电池片短路电流重复测量6次的数据序号短路电流/A18.350828.359038.363648.358558.364568.3580平均值/A8.3591相对标准偏差/%0.059测量时采用3次测量数值的平均值作为测量结果,因此由重复性引入的不确定度分20量u1为:E.8.2参考电池片校准引入的不确定度分量u2参考电池片溯源证书中的相对扩展不确定度为Urel=1.4%(k=2),因此由参考电池片校准引入的的不确定度分量E.8.3单光仪波长准确性造成标准器测量的偏差引入的不确定度分量u3根据单光仪的性能指标,其分光准确度为0.2nm,因此需要评估单光仪波长准确性引入的不确定度。以5nm为步进,每一个波长往前和往后偏移0.2nm引入的误差,取两者的最大值进行评估。该项不确定度分量按均匀分布评估,该因素对WPVS短路电流3.。确定度汇总见表E.4。表E.4量子效率测试仪短路电流示值误差测量的标准不确定度汇总表序号测量不确定度来源标准不确定度符号数值/%1短路电流测量重复性引入的不确定度分量u10.0342参考电池片校准引入的不确定度分量u20.73单光仪波长准确性造成标准器测量的偏差引入的不确定度分量u30.2E.9合成标准不确定度由于各不确定度分量彼此不相关,合成标准不确定度uI采用下式计算:E.10扩展不确定度短路电流示值误差扩展不确定度UI采用下式计算:UIsc=uIscc·k=1.5%(k=2)21附录F反射比测量示值误差测量结果的不确定度评定示例F.1测量用标准器测量用标准器为白板标准物质。F.2测量对象测量对象为太阳电池量子效率测试仪。F.3测量模型式中:δR—反射比测量示值误差;R—白板标准物质在被检仪器上3次反射比测量值的平均值;Rs—白板标准物质反射比标准值。F.4不确定度来源不确定度来源包括:反射比测量重复性引入的不确定度分量,标准器白板标准物质的反射比校准结果引入的不确定度分量,以及标准白板的年变化量引入的不确定度分量。F.5标准不确定度分量的评定F.5.1反射比测量重复性引入的不确定度分量u1测量白板标准物质在(300~1600)nm波长范围内反射比6次,测量结果的实验标准偏差如表F.1所示。表F.1不同波长范围内反射比实验标准偏差波长/nm标准偏差/%300~4001.414400~11001.2021100~16001.496测量时采用3次测量数值的平均值作为测量结果,因此通过下式计算反射比测试仪的反射比测量重复性引入的不确定度分量u1,结果如表F.2所示。式中:S(R)—实验标准偏差。表F.2不同波长范围内反射比标准不确定度分量波长/nmu1/%300~4000.816400~11000.6941100~16000.86422F.5.2标准器白板标准物质的反射比校准结果引入的不确定度分量u2此由于标准器白板标准物质的反射比引入的不确定度分量u2为:F.5.3标准白板的年变化量带来的的不确定度分量u3按JJG453—2003中一级色板的要求,年变差应小于0.5%,按均匀分布处理,其不确定度分量为:F.5.4反射比测量的标准不确定度汇总反射比测量的标准不确定度汇总见表F.3。表F.3反射比测量的标准不确定度汇总表序号测量不确定度来源标准不确定度符号数值/%1反射比测量重复性u1(300~400)nm:0.816(400~1100)nm:0.694(1100~1600)nm:0.8642标准器白板标准物质的校准u20.53标准白板年变化量u30.29F.6合成标准不确定度由于各不确定度分量彼此不相关,合成标准不确定度uc采用下式计算,结果如表F.4所示。表F.4不同波长范围内反射比合成标准不确定度波长/nmuc/%300~4001.00400~11000.901100~16001.04F.7扩展不确定度扩展不确定度U采用下式计算,结果如表F.5所示。U=uc·k(k=2)表F.5不同波长范围内反射比扩展不确定度分量波长/nmU/%300~4002.0400~11001.81100~16002.123附录G波长示值误差校准结果的不确定度评定示例G.1测量用标准器测量用标准器为滤光片。G.2测量对象测量对象为太阳电池量子效率测试仪。G.3测量模型δλ=δλ=λ-λsδλ—波长示值误差,nm;λ—仪器3次波长测量值的平均值,nm;λs—标准滤光片中心波长标准值,nm。G.4不确定度来源不确定度来源包括:波长测量重复性引入的不确定度分量,以及滤光片校准引入的不确定度分量。G.5标准不确定度分量的评定G.5.1波长测量重复性引入的不确定度分量u1测量滤光片波长6次,测量结果如表G.1所示,通过下式计算太阳电池量子效率测试仪波长测量重复性引入的不确定度分量u1。表G.1波长重复测量6次数据标准值/nm测量值/nm均值/nm标准偏差/nm123456632.7631.6631.8632.2631.6631.5631.5631.70.27式中:S(λ)—实验标准偏差。G.5.2滤光片校准引入的不确定度分量u2滤光片校准证书中的扩展不确定度为U=0.5nm(k=2),因此由滤光片校准引入的不确定度分量量子效率测试仪波长示值误差测量的标准不确定度汇总见表G.2。24表G.2量子效率测试仪波长示值误差测量的标准不确定度汇总表序号测量不确定度来源标准不确定度符号数值/nm1波长测量重复性引入的不确定度分量u10.162滤光片校准引入的不确定度分量u20.25G.6合成标准不确定度由于各不确定度分量彼此不相关,合成标准不确定度uc采用下式计算:G.7扩展不确定度波长示值误差扩展不确定度U采用下式计算:U=uc·k=0.6nm(k=2)JJF2318—202525附录H太阳电池量子效率测试仪校准原始记录推荐格式证书编号记录编号委托单位委托单位地址仪器型号/规格出厂编号光源类型制造厂校准地点 校准依据 校准环境条件:温度℃相对湿度%表H.1校准使用主要设备序号主标准器名称型号规格编号不确定度或准确度等级或最大允许误差证书编号有效期至1.外观检查:2.单色光辐照度不均匀性:信号/mV3.偏置光辐照度不均匀性:信号/mVJJF2318—2025264.相对光谱响应示值误差:波长/nm标准器光谱响应校准值/(A·W-1)标准器相对光谱响应值/%被检仪器相对光谱响应测量值/%示值误差/%123平均值5.短路电流示值误差:标准器编号标准器校准值/A被检仪器短路电流测量值/A示值误差/A示值误差/%123平均值被检仪器短路电流测量示值误差/nm6.反射比示值误差:波长/nm标准值/%测量值/%示值误差/%123平均值7.波长示值误差:波长校准值/nm被检仪器波长测量值/nm示值误差/nm123平均值被检仪器波长测量示值误差/nm校准结果不确定度:校准员核验员校准日期JJF2318—202527附录I太阳电池量子效率测试仪校准证书推荐格式校准证书CALIBRATIONCERTIFICATE证书编号:CertificateNo.ClientClientaddress