隨著提高光電轉(zhuǎn)換效率的新技術(shù)在太陽能電池量生中的運用,尋求更加精確的測量設(shè)備真實模擬陽光變得非常必要。因為人造的大功率光源例如氙閃光燈等還有不足的一面:與根據(jù)IEC 60904-3的標準測試條件相比,此類模擬光源在上下端光譜范圍內(nèi)顯示出明顯的偏差，然而,他們?nèi)匀槐挥糜陔姵睾徒M件生產(chǎn)線里的質(zhì)量檢測。

很長一段時間以來，人們已知悉測量光源與規(guī)范基準之間的這種波動偏離。例如2009年由弗朗霍費太陽能系統(tǒng)研究所與主要的德國電池制造商和測量設(shè)備供應(yīng)商合作開展的一項研究揭示了電池與組件制造中對光不正確測量的物理原因,關(guān)鍵因素即所謂的光譜失配整個行業(yè)被建議認真地的看待光譜失配問題，這在選擇性發(fā)射極技術(shù)實踐中尤為明顯。這項已經(jīng)在電池制造商中引發(fā)了濃厚興趣的年輕技術(shù), 在太陽光450nm以下波段中實現(xiàn)了高達0.8%的效率提升.由于現(xiàn)今標準的測量設(shè)備幾乎不能在該光譜范圍內(nèi)激發(fā)太陽電池,我們所看到的效率提升實際上仍然微小。

圖：光譜失配, ISE 20092（圖表清晰的顯示出人造光源不足的方面: 相比于規(guī)范的基準光源光譜, 氙模擬光源光譜在400nm以下光譜出現(xiàn)缺失,800nm以上光譜出現(xiàn)嚴重波動）

如果電池制造商沒有意識到他們測量設(shè)備的技術(shù)限制, 這可能是致命的。工藝工程師將臆斷“丟失”的效率增長是由于選擇性蝕刻的發(fā)射極層上缺乏鈍化所致, 因為發(fā)射極層上由短波波段激發(fā)的電子空穴對尤其傾向于很快的復(fù)合,所以需要可靠的鈍化。鈍化由氮化硅層的厚度來控制。這意味著氮化硅層的厚度大小對應(yīng)于得到最大的短路電流—該值來自于目前使用的測量設(shè)備。然而,前不久康斯坦茨大學(xué)與SCHMID集團開展了一項尚未公開發(fā)表的聯(lián)合研究,致力于探索光譜失配在實際測量中的影響,該研究表明:如上所述,通過調(diào)整氮化硅層厚度實現(xiàn)電池效率在人造光源下的改善反而使得在基準光譜下的測量結(jié)果更差.

Helge Haverkamp博士,SCHMID集團光伏部門的研究主任和Christian Buchner博士, SCHMID集團的電池業(yè)務(wù)總監(jiān),現(xiàn)正致力于把這個信息傳遞到電池制造商們:對于測量設(shè)備效率的理想改善應(yīng)該在450nm下到紫外區(qū)域,而目前要獲得這個范圍的光譜會產(chǎn)生很高的成本。如果電池制造商們選擇繼續(xù)使用”標準”測量設(shè)備直至高精度測量成本下降的話，他們強烈建議密切關(guān)注現(xiàn)有測量設(shè)備的缺陷,不要放棄在校準實驗室里測量標準片。

作為最佳實例,Buchner博士提到了臺灣旭泓全球光電公司引進SCHMID選擇性發(fā)射極電池生產(chǎn)線,其由噴印和蝕刻工藝流程組合而成(如方框內(nèi)所示). 運用極易整合的SCHMID設(shè)備,旭泓成功的運行了60MW高效率電池線,并且已為2011下半年訂購了更多的SCHMID設(shè)備.然而,旭泓實現(xiàn)的效率增長和顯著的生產(chǎn)成本降低,尤其與他們在測量設(shè)備上的投資并確保持續(xù)正確的校準這些設(shè)備是分不開的.

光譜失配對于選擇性發(fā)射極電池技術(shù)的影響,類似的體現(xiàn)在電介質(zhì)鈍化和背場發(fā)射工藝帶來的電池效率改進上,該項技術(shù)有望提高在長波范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)化率,并且該提高并未在組件中得到衰減.根據(jù)他們在組件生產(chǎn)中的技術(shù)研發(fā),SCHMID集團指出同樣對于組件，只有持續(xù)的校準和使用合適的封裝材料才能確保選擇性發(fā)射極技術(shù)的效率提升。

電池與組件制造商們不想放棄這些非常有前景的新技術(shù),我們期望在二者的大量生產(chǎn)中,不僅是進一步的改善提升,同時也是新的,規(guī)范的“陽光”可以很快閃耀。