Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12678-8:2020 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế IEC 60904-8:2014) về Thiết bị quang điện - Phần 8: Phép đo đáp ứng phổ của thiết bị quang điện được Bộ Khoa học và Công nghệ công bố, đưa ra các hướng dẫn kỹ thuật chi tiết và phương pháp luận chuẩn hóa nhằm xác định đáp ứng phổ của các thiết bị quang điện.

Phạm vi và đối tượng áp dụng của tiêu chuẩn

TCVN 12678-8:2020 áp dụng trực tiếp cho các thiết bị quang điện đơn tiếp giáp (single-junction), bao gồm cả các tế bào quang điện độc lập (cells) và các mô-đun quang điện (modules) hoàn chỉnh. Tiêu chuẩn này là tài liệu kỹ thuật cốt lõi dành cho các phòng thử nghiệm chuyên ngành, các nhà sản xuất thiết bị năng lượng mặt trời, các tổ chức chứng nhận chất lượng và các kỹ sư nghiên cứu phát triển công nghệ quang điện tại Việt Nam.

Nguyên lý cơ bản của phép đo đáp ứng phổ (SR)

• Đáp ứng phổ của thiết bị quang điện biểu thị tỷ số giữa dòng điện ngắn mạch được tạo ra và công suất bức xạ ánh sáng đơn sắc tới trên một đơn vị diện tích, được xác định là một hàm của bước sóng.
• Phép đo này đóng vai trò quyết định trong việc tính toán hệ số hiệu chỉnh sai lệch phổ, từ đó giúp xác định chính xác hiệu suất của thiết bị quang điện dưới các điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (SRC).

Yêu cầu đối với hệ thống thiết bị đo lường

• Nguồn ánh sáng đơn sắc: Hệ thống phải có khả năng tạo ra ánh sáng đơn sắc với dải bước sóng đủ rộng, bao phủ toàn bộ dải nhạy phổ của thiết bị quang điện cần đo. Độ phân giải bước sóng và độ tinh khiết phổ phải đáp ứng các giới hạn sai số cho phép.
• Ánh sáng phân cực (Bias Light): Phải sử dụng nguồn ánh sáng phân cực có phổ và cường độ phù hợp để đưa thiết bị quang điện về trạng thái hoạt động tuyến tính tương tự như dưới ánh sáng mặt trời tự nhiên.
• Hệ thống kiểm soát nhiệt độ: Nhiệt độ của thiết bị thử nghiệm phải được duy trì ổn định trong suốt quá trình đo, vì đáp ứng phổ của vật liệu bán dẫn có sự nhạy cảm lớn đối với sự thay đổi nhiệt độ.
• Thiết bị đo điện: Các dụng cụ đo dòng điện ngắn mạch và điện áp phải có độ chính xác cao, thời gian đáp ứng nhanh và độ nhiễu thấp.

Phương pháp và quy trình thực hiện phép đo

• Phương pháp đo tương đối và tuyệt đối: Tiêu chuẩn hướng dẫn chi tiết cách tiến hành đo đáp ứng phổ tương đối (so sánh với một thiết bị tham chiếu đã biết trước đáp ứng phổ) và cách chuyển đổi sang đáp ứng phổ tuyệt đối thông qua việc hiệu chuẩn dòng điện.
• Thiết lập phép đo: Đặt thiết bị cần đo và thiết bị tham chiếu vào vị trí đồng nhất của chùm sáng đơn sắc. Đảm bảo góc tới của ánh sáng vuông góc với bề mặt hoạt động của thiết bị.
• Ghi nhận dữ liệu: Tiến hành quét dải bước sóng theo các bước dịch chuyển xác định, ghi lại đồng thời dòng điện đầu ra của thiết bị thử nghiệm và cường độ bức xạ của nguồn sáng tại mỗi bước sóng.

Đánh giá độ không đảm bảo đo và báo cáo kết quả

• Tiêu chuẩn yêu cầu phải phân tích toàn diện các nguồn gây ra sai số bao gồm: sai số của thiết bị tham chiếu, độ không đồng nhất của chùm sáng, sai số bước sóng, sự biến động nhiệt độ và độ phi tuyến tính của thiết bị đo.
• Báo cáo kết quả thử nghiệm phải thể hiện đầy đủ các thông tin về điều kiện môi trường, thông số thiết bị đo, đồ thị đáp ứng phổ theo bước sóng và giá trị độ không đảm bảo đo mở rộng kèm theo hệ số phủ.

Hiệu lực thi hành

TCVN 12678-8:2020 có hiệu lực kể từ ngày ban hành theo quyết định công bố của Bộ Khoa học và Công nghệ, góp phần hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn quốc gia và thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành năng lượng tái tạo tại Việt Nam.