使用测试仪器测量太阳能电池的功率输出

精确地供应正和负电压(供应也称施加);

精确地供应正和负电流(供应负电流是将电流吸入电源的过程);

精确测量被测件的电压和电流(测量也称感知)。

4 象限电源的用途十分广泛，但其能够为被测件提供的最大电流和功率较小。大部分精密型 4 象限电源只能供应 3 A 或 20 W 的连续电力。这种最大电流和功率适合小型独立电池测试，但随着电池技术的发展，电池的效率、电流密度和尺寸均出现了较大幅度的增长，电池功率输出可能很快超过 .

为此，工程师必须使用现有的标准电子负载、直流电源、数字万用表、数据采集设备构成灵活的测试系统，才能在广泛的工作范围内对这些太阳能电池模块进行测试，同时保证测量精度。例如，您可以使用数据采集系统扫描环境温度、被测件温度、校准参考电池的电压以及其他需要在测试中捕获的测试参数。

户外测试

有些工程师会使用交钥匙的太阳能电池测试设备来进行测试，这种设备采用一种太阳能模拟器，这是一种标准化的光源，可用于控制进入太阳能电池的光能不过，如果太阳能电池或模组非常大，太阳能模拟器将无法产生充足的光

例如，被测的太阳能模组可能是大型户外太阳能采集系统的一部分在这种情况下，太阳本身将是测试中唯一实际可用的光源既然在户外实际上不可能运输一套无太阳能模拟器的完整的交钥匙测试系统，所以这种测试就需要使用由标准测试仪器改进而成的某些其他测试解决方案来执行户外测试需要考虑的另一项因素是温度因为电池的性能会受到温度的影响，因此需要在测试中监视温度不仅电池性能依赖于温度，而且测试设备的性能也依赖于温度

许多仪器供应商没有指明他们的测试设备在温度处于室温附近极窄范围(如25℃±5℃)之外时的性能其他供应商则提供了一项温度系数规格，能够调整测试设备的精度规范，以针对工作在其指定工作温度范围之外进行校正大功率测试的负载

对于大功率应用，您可以使用标准电子负载进行太阳能电池测试。由于习惯了使用成套系统或 4 象限电源，许多工程师在进行太阳能电池测试时不会想到电子负载。鉴于太阳能电池可以产生能量，在使用 4 象限电源对其进行测试时，电源的实际工作模式如下：太阳能电池对电源的端点施加了一个正电压。同时，电流从太阳能电池流向 4 象限电源的端点，意味着 4 象限电源观察到的是负电流(相对其端点)。此时也可以说是 4 象限电源在吸收电流。在电学上，对端点施加正电压，且电流流向自身(即吸收电流)的电源称为电子负载。因此，对大部分太阳能电池测试来说，如果有光线照在太阳能电池上，且电池正在产生电力，4 象限电源即作为电子负载使用。使用电子负载的优势在于它可以适应所有的电流和功率：使用 50W 或更高(可达数千 W 和数百 A)的电子负载，我们可以跳出 4 象限电源仅能提供 3A、20 W 电能的限制。

使用电子负载的优势在于这种负载可用在各种电流和功率水平使用额定50W或高达数千瓦特和数百安培的电子负载，可以轻松克服四象限电源带来的3A,20W的限制

电子负载可在恒压模式下工作，也称为CV模式在CV模式下，负载可以通过调节流经自己的电流，从而调整它两端的电压，以保持恒定的电压值因此，CV模式可用于创建电压扫描，使用负载来控制太阳能电池输出端的电压，然后测量产生的电流

有些负载(如M9700系列)可以快速地执行一系列CV定位点，以便在CV模式下扫描输出电压，从而快速地描绘出I-V曲线同时，负载可以将从太阳能电池流出到负载内的电流波形数字化，类似于捕获示波器曲线

电子负载可在恒压(或 CV)模式下工作。恒压模式下，负载将调整流经自身的电流，以调节其端点的电压，使其保持在一个恒定值。因此，恒压模式可用于创建电压扫描：使用负载控制太阳能电池输出的电压，然后测量生成的电流(如图 2 所示)。部分负载(例如 Agilent N3300 系列)可以快速执行 CV 定位点列表以扫描恒压模式的输出电压，从而快速绘制 I-V 曲线。与此同时，负载可以将从太阳能电池流向负载的电流波形转换成数字波形(与捕获示波器迹线类似)。通过绘制扫描控制的 CV 电压和数字转换的实际电流图像，您可以创建 I-V 曲线。由于这一切可以作为快速扫描在短时间内完成，整个测试可在大约一秒钟的时间内实现，即在电池受热和温度因密集光源照射出现变化前完成。

图 2:使用 CV 模式下的电子负载测量 I-V 曲线

图中文字中英对照：

使用 V 和 I 乘积确定最大功率

许多电子负载具有工作电压下限，因为大部分电子负载以 FET 为基础设计。要正确地传导电流，FET 需要一个流经 FET 的最小电压，意味着负载的 + 和 – 输入端点间