LED-Based Differential Spectral Responsivity Measurement Setup for Solar Cells
Loading...
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2018-02-12
Department
Major/Subject
Mikro- ja nanotekniikka
Mcode
ELEC3037
Degree programme
Nano- ja radiotieteen maisteriohjelma
Language
en
Pages
53
Series
Abstract
Differential spectral responsivity describes the spectral responsivity of a solar cell to a low-intensity signal measured under high bias light intensity. As solar cells are used under the high irradiance of the Sun, spectral responsivity of a solar cell has to be measured under similar conditions. Measuring the spectral responsivity of a solar cell under high bias light requires a differential spectral responsivity measurement method. During this work a differential spectral responsivity measurement setup for solar cells was developed. In addition to the instruments measuring the photocurrent of the device under test, the setup comprises two different light sources, a bias light source and a pulsed multichannel LED light source. During this work, the measurement setup was characterized against the spectral irradiance scale of Aalto University. After the characterization, the measurement setup was validated using a calibrated reference solar cell and a custom manufactured reference minimodule. The obtained discrete measurement points were analyzed with Matlab-software. The average difference between the measured and the calibration certificate data was 8.58 per cent. According to the uncertainty analysis, the expanded uncertainty (k=2) of the measurement setup was 11 per cent. To reduce the measurement uncertainty, several methods to improve the setup are suggested at the end of this thesis.Differentiaalinen spektrinen vaste on aurinkokennoille tyypillinen parametri, joka mitataan laboratorio-olosuhteissa aurinkoa simuloivalla valaistustasolla. Tässä työssä kehitettiin ledeihin perustuvaa differentiaalisen spektrisen vasteen mittauslaitteistoa aurinkokennoille. Aurinkokennon tuottaman sähkövirran mittalaitteiden lisäksi laitteisto sisältää kaksi eri valonlähdettä, bias-valot ja pulssitetun monikanavaisen led-lähteen, sekä näitä kontrolloivia laitteita. Diplomityössä laitteisto karakterisoitiin Aalto-yliopiston spektristä irradianssiskaalaa vasten. Karakterisoinnin jälkeen mittauslaitteisto validoitiin kalibroidun referenssiaurinkokennon ja erikoisvalmisteisen minimoduulin avulla. Mittaustulokset käsiteltiin Matlab-ohjelmistolla. Keskimääräiseksi eroksi mittauspisteiden ja kalibrointitodistuksen välillä saatiin 8,58 %. Mittaustulosten epävarmuus analysoitiin ja epävarmuusanalyysin mukaan laajennettu mittausepävarmuus (k=2) on 11 %. Merkittävimmät epävarmuuslähteet analysoitiin ja työn lopussa on ehdotettu merkittävimmät kehityskohteet mittausepävarmuuden pienentämiseksi.Description
Supervisor
Ikonen, ErkkiThesis advisor
Baumgartner, HansKeywords
solar cell, differential spectral responsivity, LED, characterization
