室内光伏精准性能表征与基准测试：挑战、策略与标准化路径

本综述系统探讨了室内光伏（IPV）性能表征与基准测试中的关键挑战，揭示了在漫射光照下光源-测量设备-器件的角度互锁效应可导致20%–60%的功率转换效率（PCE）误差，提出了基于参考电池法的精准基准测试方案，并提供了标准化操作清单，为物联网（IoT）设备可持续供能技术的研发提供重要支撑。

　　

精准室内光伏表征面临的挑战

室内光伏（IPV）的性能表征可能受测试光源（TLS）特性、辐照度测量方法与仪器配置，以及在漫射光照条件下TLS-测量设备（MD）-待测器件（DUT）三者间相互作用的综合影响。量化这些因素对IPV性能参数的误差贡献至关重要。需注意的是，功率转换效率（PCE）的相对误差ε_r^(PCE)若达到10%，即相当于绝对PCE值ΔPCE发生显著偏离。

讨论

本研究全面剖析了IPV表征与基准测试中的各类挑战，提出了新颖的量化分析、理论解读与实践解决方案。我们通过大量实验，系统评估了多种误差源对IPV性能参数的影响，首次揭示在漫射光照条件下室内TLS、MD与DUT之间的角度互锁效应可导致20%–60%的PCE表征误差——该问题在IEC 62607-7-2标准与既往文献中均被忽视。

室内测试光源（TLS）

所使用的室内TLS包括一块BLPAN303065型LED面板（Biard，10 W，相关色温CCT = 6,500K，尺寸30 cm × 30 cm），配接可调驱动器；以及一台准直白光LED聚光灯（Mightex PLS-3000-030-12-S，CCT = 3,000K），其配备计算机控制的驱动器，可提供12位分辨率恒流输出。

测量设备（MDs）

集成测量系统（ISS）包含一台Firefly 4000光谱仪（长春新产业光电技术，波长范围200–850 nm），通过光纤转接线与积分球（Thorlabs 2P3，直径50 mm）相连。

项目负责人

如有进一步咨询或资源需求，请合理联系项目负责人Vincenzo Pecunia（[e-mail]）。

材料可用性

本研究未产生新的独特材料。

数据与代码可用性

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  所有支持本研究结果的数据均可在正文及补充信息中获取。如需原始数据其他格式，请联系项目负责人；

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  本研究未报告原始代码；

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  其他附加信息可根据合理请求提供。

致谢

J.M.J.、B.N.和V.P.K.感谢加拿大自然科学与工程研究委员会（Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada）与西蒙弗雷泽大学（Simon Fraser University）的资助；C.C.感谢Mitacs的资助；V.P.感谢加拿大自然科学与工程研究委员会、加拿大创新基金会（Canada Foundation for Innovation）、Mitacs与西蒙弗雷泽大学的资助。

作者贡献

研究构思：V.P.与J.M.J.；形式分析：J.M.J.与V.P.；资金获取：V.P.；实验调查：J.M.J.、V.P.与V.P.K.；方法设计：V.P.、J.M.J.、A.L.与E.S.；项目管理：V.P.；资源提供：V.P.、B.H.H.、I.V.、S.B.M.、B.N.与C.C.；研究指导：V.P.与B.H.H.；结果验证：V.P.、J.M.J.、A.M.S.与B.H.H.；图表可视化：V.P.与J.M.J.；初稿撰写：V.P.与J.M.J.；全文审阅与修订：所有作者。

利益声明

I.V. 就职于一家商业化钙钛矿光伏技术的企业，S.B.M. 就职于一家商业化有机光伏技术的企业。本研究未接受这些公司的资助。