IEC（国际电工委员会）于2020年正式发布了最新的太阳能模拟器评估标准，即IEC 60904-9:2020。与之前的版本IEC 60904:2007相比，主要有三个不同之处:
- 它为光谱评估增加了300nm~400nm的光谱范围。
- 它改变了每个光谱带的波长范围。
- 它为太阳能模拟器光谱增加了新的A+光谱等级。
表1显示了IEC 60904-3中给出的新的全球参考太阳光谱辐照度分布，即波长区间对总辐照度的贡献。根据这些贡献率，IEC 60904-9:2020将太阳模拟器的分类定义为四个等级，A+、A、B和C，见表2。其中，A+级是IEC 60904-9:2020的新等级，与之前的标准IEC 60904-9:2007相比。
表1. AM1.5G参考太阳光谱辐照度分布中不同区间对总辐照度的贡献。[IEC 60904-9:2020]
表2. 太阳模拟器分类的定义。[IEC 60904-9:2020]
我们可以发现，对更好的仿真器光谱的要求是这次新修订的重点之一。主要是为了应对高效太阳能电池的大力发展，如过氧化物太阳能电池，更准确的光谱可以更准确地表征太阳能电池的转换效率。更准确的光谱含义包括更广泛的评价范围和更详细的分级带，可以更接近AM1.5G光谱。
Enlitech积累了十多年的人工光源建设经验，开发了SS-X系列，这是新一代的太阳能模拟器，符合最新的IEC 60904-9:2020标准。SS-X系列太阳能模拟器与AM1.5G光谱有更好的光谱匹配。根据IEC 60904-9:2020标准，光谱等级被归类为A+。更好的光谱特性可以帮助用户获得更精确的IV曲线和更好的光伏转换效率，从而加速用户的RD成果。
A+级和A级光谱
图1和表3显示Enlitech的 SS-X 太阳模拟器的光谱和其他制造商的光谱。
图1. Enlitech的辐照度光谱的 SS-X 和其他品牌的太阳模拟器。还显示了AM1.5G的频谱，以供比较。
表3. SS-X 和其他品牌的太阳能模拟器的光谱等级，根据IEC 60904-9:2020进行分级。
它表明，根据新的IEC标准，SS-X 在每个波段都有更好的光谱等级。每个波段的更大光谱误差小于9%（A+级的要求是小于12.5%）。与其他品牌相比，虽然每个波段都符合A级要求（25%的误差），但在772nm~919nm波段，误差高达21%。这个红外波段涵盖了许多新型太阳能电池的吸收带边缘，如过氧化物太阳能电池和有机太阳能电池，这将影响IV和转换效率的结果。因此，光谱匹配对于准确的光伏表征是相当重要的。
真实太阳能电池装置的验证
我们选择了一个稳定的装置，它的吸收带边缘和EQE曲线与有机和过氧化物太阳能电池相似。EQE曲线如图2所示，它是由Enlitech的QE-R EQE系统测量的。QE-R系统是目前世界上更好的EQE测试系统。它被许多国际光伏研究实验室采用。 在过去的五年中，有1000多篇SCI期刊点名引用了QE-R，特别是Jsc（EQE）的测试结果，得到了全世界专家学者的认可。
图2. 被测设备（DUT）的外部量子效率（EQE）光谱，其EQE响应与包晶石太阳能电池和有机太阳能电池相似。
如何验证不同模拟器得到的IV结果的准确性？
我们将采用向科学杂志投稿时常见和更重要的方法。Jsc(SS)和Jsc(EQE)比较。Jsc(SS)代表在太阳能模拟器下测试的短路电流密度。Jsc(EQE)是在AM1.5G光谱下从EQE曲线中得到的综合短路电流密度。Jsc(EQE)的方法在IEC 60904-7标准中有详细的描述。Jsc(SS)和Jsc(EQE)之间的差异被视为光伏协会和期刊推荐人对可靠表征结果的判断。一般来说，如果Jsc(SS)和Jsc(EQE)之间的差异在5%以内，期刊的评审员会认为这是一个准确和可信赖的结果。我们将使用这种方法来验证A+和A太阳能模拟器光谱之间的差异。实验步骤描述如下:
一块 WPVS 型参考太阳能电池在 850nm 处具有吸收带边并由 NREL 校准，用于校准太阳模拟器的光强度。
- IVS-KA6000 IV软件用于控制SMU Keysight B2901来读取被测设备的电流-电压曲线。
铂温度传感器用于监测被测器件的温度变化，以尽量减少温度变化引起的误差。
IV曲线和太阳能电池性能显示在图3中。Enlitech 的SS-X50和其他品牌太阳能模拟器的短路电流密度分别为 22.388 mA/cm2 和 21/482 mA/cm2。两个太阳模拟器下的Jsc(SS)相当接近，但是哪个更准确呢？我们可以与 Jsc(EQE) 进行比较，这将表明哪个结果更准确。从图 2 可以看出，Jsc(EQE) 是由 AM1.5G 频谱从 EQE 曲线积分而来的，等于 22.44 mA/cm2。
图3 IV曲线和太阳能电池性能参数。
表4. Jsc(SS)和Jsc(EQE)对比表。
从上述结果来看，如果测试程序进行得当，A+级和A级太阳模拟器都可以提供Jsc(SS)和Jsc(EQE)之间的小于5%的差异。然而，随着现代高效太阳能电池发展的竞争日益激烈，0.3%的PCE差异显得相当重要，这可能会创造新的世界纪录。因此，选择A+光谱级的太阳模拟器是必要和有价值的。
