ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

СИСТЕМЫ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

Термины, определения и символы

IEC/TS 61836:2007 Solar photovoltaic energy systems — Terms, definitions and symbols

(IDT)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2015

ГОСТ Р 55993-2014

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 039 «Энергосбережение, энергетическая эффективность, энергоменеджмент»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 апреля 2014 г. № 326-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному документу IEC/TS 61836:2007 «Солнечные фотоэлектрические энергосистемы. Термины, определения и символы» (IEC/TS 61836:2007 «Solar photovoltaic energy systems — Terms, definitions and symbols»).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного документа для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты» . В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

©Стандартинформ, 2015

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р 55993-2014

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................1

3    Словарь терминов и определений для солнечных фотоэлектрических энергетических систем. . . . 1

3.1    Солнечные фотоэлектрические элементы и модули............................1

3.2    Компоненты солнечных фотоэлектрических систем............................9

3.3    Солнечные фотоэлектрические системы..................................13

3.4    Солнечная фотоэлектрическая система и эксплуатационные параметры компонента.....22

3.5    Измерительные приборы............................................35

3.6    Параметры внешней среды..........................................37

3.7    Качество и испытания..............................................42

3.8    Фотоэлектрические устройства с концентратором............................46

3.9    Управление проектом..............................................47

3.10    Разное.......................................................48

4    Акронимы и аббревиатуры..............................................49

Библиография........................................................50

Алфавитный указатель терминов на русском языке................................52

Алфавитный указатель терминов на английском языке..............................65

Указатель буквенных обозначений...........................................79

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации ........................81

III

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СИСТЕМЫ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ Термины, определения и символы

Solar photovoltaic energy systems. Terms. definitions and symbols

Дата введения — 2015—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на солнечные фотоэлектрические (ФЭ) системы и устанавливает термины, определения и обозначения, применяемые в международных и национальных документах в области солнечных фотоэлектрических систем.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующий стандарт:

МЭК 60904-3:1989 Приборы фотоэлектрические. Часть 3. Принципы измерения параметров наземных фотоэлектрических солнечных приборов со стандартными характеристиками спектральной плотности интенсивности падающего излучения (IEC 60904-3:1989. Photovoltaic devices — Part 3: Measurement principles for terrestrial photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data)

3 Словарь терминов и определений для солнечных фотоэлектрических энергетических систем

3.1 Солнечные фотоэлектрические элементы и модули

Данный подраздел содержит словарь, относящийся к фотоэлектрическим материалам, фотоэлектрическим элементам и фотоэлектрическим модулям. Другие фотоэлектрические компоненты описаны в 3.2. Фотоэлектрические системы описаны в 3.3.

3.1.1    аморфные фотоэлектрические вещества: Твердые вещества в полустабильном состоянии без длительного периода стабильности атомной структуры.

3.1.2    аморфный кремний

См. «кремний/аморфный кремний», 3.1 58а).

3.1.3    просветляющее покрытие: Слой, которым покрыта поверхность ФЭ элемента для уменьшения потерь при отражении.

3.1.4    эффект поля тыльной поверхности

См. «эффект/эффект поля тыльной поверхности». 3.1 25а).

3.1.5    энергия запрещенной зоны. eV: Количество энергии, необходимое для вывода электрона из состояния валентного электрона в состояние свободного электрона.

3.1.6    энергия барьера. eV: Энергия, выделяемая электроном при проникновении через барьер ФЭ элемента.

Издание официальное

Примечание — Энергия барьера — значение электростатического потенциала барьера.

3.1.7 магистраль (шина)

См. «линия металлизации/шина (фотоэлектрических элементов)». 3.1.37а). 3.1 8 обходной диод (на уровне элемента): Диод, подсоединенный через один или несколько ФЭ элементов по направлению электрического тока, с целью позволить электрическому току ФЭ модуля обойти элементы для предотвращения короткого замыкания или повреждения от перегрева в результате обратного напряжения от других элементов модуля.

3.1.9 элемент

См. «фотоэлектрический/фотоэлектричество», 3.1.43а).

Для описания структуры ФЭ элементов и веществ использованы следующие термины с соответствующими определениями:

a)    фотоэлектрический элемент из селенида меди и индия; CIS: ФЭ элемент из диселенида меди и индия (CulnSe₂, сокращенно CIS) — главный составляющий материал (тонкая пленка);

b)    сложный полупроводниковый фотоэлектрический элемент: ФЭ элемент. изготовленный из составного полупроводника, содержащего такие разные химические элементы, как GaAs (III-V соединения). CdS/CdTe (II-VI соединения). CdS/CulnSe₂ и т. д.;

c)    фотоэлектрический элемент с концентратором

См. «фотоэлектрический элемент с концентратором», 3.8.5а);

d)    цветочувствительный фотоэлектрический элемент: Фотоэлектрохи-мическое устройство, использующее два электрода, молекулы красителя и электролит;

e)    фотоэлектрический элемент интегрированного типа: Несколько ФЭ элементов, объединенных в группу на общей основе таким образом, что они представляют собой один элемент.

Примечание 1 — Фотоэлектрический элемент интегрированного типа может иметь пакетную или параллельную конфигурацию;

f) многопереходный фотоэлектрический элемент

См. «элемент/пакетный фотоэлектрический элемент». 3.1 9к);

д) органический фотоэлектрический элемент: ФЭ элемент, изготовленный из органических веществ, а именно: полимеров и/или мономеров (тонкая пленка);

h) фотоэлектрический элемент с P-N переходом: ФЭ элемент, использующий P-N переход.

Примечание 2 — См.также«Р-Nпереход».3.1.34f);

i)    фотоэлектрический элемент с барьером Шоттки: ФЭ элемент, использующий переход Шоттки в приконтактном слое металла и полупроводника;

j)    кремниевый фотоэлектрический элемент: ФЭ элемент, основную часть которого составляет кремний;

k)    пакетный фотоэлектрический элемент: ФЭ элемент, состоящий из слоев разных ФЭ ячеек с разными оптическими свойствами, где падающий свет поглощается элементами каждого уровня;

l)    тандемный фотоэлектрический элемент: Общепринятое наименование для пакета из двух или более ФЭ элементов, расположенных последовательно;

т) тонкопленочный фотоэлектрический элемент: ФЭ элемент, состоящий из тонких слоев полупроводникового материала.

Примечание 3 — См.также«кремний/поликристаллическийкремний».3.1.58е). 2

ГОСТ Р 55993-2014

3.1.10 барьер элемента: Очень тонкий электропотенциальный барьер у cellbarner области между слоями P-типа и N-типа ФЭ элемента.

Примечание 1 — Барьер элемента также может иметь наименование «область обеднения». Примечание 2 — Электропотенциальный барьер — это область, где сильное электрическое поле препятствует прохождению заряженных частиц в направлении, обусловленном знаком их электрического заряда.

3.1.11    P-N переход элемента

См. «P-N переход/P-N переход элемента». 3.1.34а).

3.1.12    фотоэлектрический элемент из селенида меди и индия; CIS

См. «элемент/фотоэлектрический элемент из селенида меди и индия (CIS)», 3.1.9а).

3.1.13    составной полупроводниковый фотоэлектрический элемент

См. «элемент/составной полупроводниковый фотоэлектрический элемент». 3.1.9Ь).

3.1.14    коэффициент полезного действия, %: Отношение количества электроэнергии, генерируемой ФЭ устройством на единицу рабочей поверхности. к значению освещенности, полученному при измереннии в стандартных условиях испытаний (СУИ).

Примечание — См. также «условия/стандартные тестовые условия», 3.4.16е).

3.1.15    кристаллический кремний

См. «кремний/кристаллический кремний», 3.1 58Ь).

3.1.16    ток

Для ФЭ устройств и соответствующих статей см. «фотоэлектрический/фото-электрический ток», 3.143Ь).

Примечание — Электрический термин «ток» — понятие многозначное.

3.1.17    метод Чохральского

См. «процесс выращивания кристалла/метод Чохральского». 3.1 32а).

3.1.18    темновой ток. А: Электрический ток, остающийся в ФЭ устройстве, когда входящее излучение равно нулю.

3.1.19    устройство

См. «фотоэлектрический/фотоэлектрическое устройство», 3.1.43с).

3.1.20    диффузионный слой: Часть P-слоя или N-слоя, возникшего из-за диффузии примеси для образования P-N перехода.

3.1.21    направленная кристаллизация

См. «процесс выращивания кристалла/направленная кристаллизация». 3.1.32Ь).

3.1.22    донор (в фотоэлектрических элементах): Примесь (например, фосфор в случае кремния), которая поставляет дополнительный электрон в сбалансированную без нее кристаллическую структуру.

3.1.23    примесь (в фотоэлектрических элементах): Химический элемент, в небольших количествах добавляемый к полупроводнику для изменения его электрических свойств.

Примечание 1 — N-примесь добавляет больше электронов, чем 1ребуется для структуры вещества (например. для этою добавляют фосфор к кремнию).

Примечание2 — Р-примесь создает нехватку электронов в структуре вещества (например, для этого добавляют бор к кремнию).

3.1.24    цветочувствительный фотоэлектрический элемент    dye-sensitized

См. «элемент/цветочувствительный фотоэлектрический элемент», 3.1.9d).    photovoltaic cell

3.1.25    эффект    effect

См. «фотоэлектрический/фотоэлектрический эффект», 3.1.43d).

a)    эффект поля тыльной поверхности: Эффект, при котором носители заряда, сгенерированные у тыльной поверхности ФЭ элемента, эффективно собираются внутренним электрическим полем, образованным сильно легированной зоной у тыльного электрода.

b)    эффект удержания света: Эффект, при котором увеличивается сила электрического тока в замкнутом контуре за счет улавливания падающего света внутри ФЭ элемента с помощью текстурированных поверхностей, структур и т.д.

3.1.26    электромагнитное литье

См. «процесс выращивания кристалла/электромагнитное литье», 1.3.32с).

3.1.27    запрещенная зона. eV: Область значений энергии, которыми не может обладать электрон в идеальном (бездефектном) кристалле.

(IEV111-14-37)

Примечание — См. также «энергетическая щель».

3.1.28    зонная плавка

См. «процесс выращивания кристалла/зонная плавка», 3.1 32d).

3.1.29    линии сети

См. «линии металлизации/линии сети», 3.1.37Ь).

3.1.30    гетеропереход

См. «Р-N лереход/гетеропереход», 3.1.34Ь).

3.1.31    местный перегрев: Интенсивное локальное повышение температуры, происходящее в ФЭ модуле, когда значение силы его рабочего тока превышает значение ограниченной силы тока короткого замыкания неисправного ФЭ элемента или группы ячеек внутри него.

Примечание — При местном перегреве, подвергшийся его воздействию элемент или группа ячеек переходит в реверсивный режим и начинает отдавать энергию, что приводит к перегреву. Напряжения смещения или повреждение вызывают создание локального шунта, который проводит значительную часть тока ФЭ модуля.

3.1.32    процесс выращивания кристалла: Процесс, посредством которого ingot manufacturing pro-

выращивается кристалл.    cess

a)    метод Чохральского: Процесс выращивания совершенного крупного Czochralski process монокристалла посредством медленного вытягивания вверх вращающегося

затравочного кристалла от вращающейся в противоположную сторону расплавленной кремниевой основы.

Примечание 1 — Метод Чохральского позволяет производить цилиндрические слитки кремния, которые могут быть разрезаны на пластины круглого или псевдоквадратного сечения.

b)    направленная кристаллизация: Метод создания крупнозернистых directional solidification слитков поликристаллического кремния путем контроля скорости охлаждения расплавленного кремния в тигле квадратного сечения.

Примечание2 — Направленная кристаллизация позволяет производить слитки кремния квадратного сечения. которые могут быть разрезаны на пластины квадратного или прямоугольного сечения;

c)    электромагнитное литье: Метод производства слитков поликристалли- electromagnetic casting ческого кремния, при котором находящийся под напряжением холодный

тигель квадратного сечения с открытым дном постоянно протягивается вниз сквозь электромагнитное поле.

Примечание 3 — Электромагнитное литье позволяет производить слитки кремния квадратного сечения, которые могут быть разрезаны на пластины квадратного или прямоугольного сечения;

d)    метод зонной плавки: Метод выращивания и очищения высококачес- float zone melting твенных монокристаллических слитков.

4

3.1.33    фотоэлектрический элемент интегрированного типа

См. «элемент/элемент интегрированного типа». 3.1 9е).

3.1.34    переход (полупроводниковый): Переходный слой между полупроводниковыми областями с разными электрическими свойствами или между полупроводником и слоем другого типа, характеризующийся потенциальным барьером, препятствующим проникновению носителей заряда из одной области в другую.

a) P-N переход в солнечном элементе: Переход между полупроводником P-типа и полупроводником N-типа в ФЭ элементе.

Примечание 1 — P-N переход в солнечном элементе расположен в пределах барьера или бедной носителями области перехода;

b)    гетеропереход: P-N переход, в котором две области различаются по проводимостям добавок и по атомному составу;

c)    однородный переход: P-N переход, в котором две области различаются по проводимостям добавок, но не по атомному составу;

d)    барьер Шоттки [переход Шоттки]: Переход между металлом и полупроводником. где область перехода, формирующаяся у поверхности полупроводника. действует в качестве выпрямляющего барьера;

e)    PIN переход: Переход, состоящий из внутреннего полупроводника между полупроводником P-типа и полупроводником N-типа. предназначенный для ограничения рекомбинации носителей заряда.

Примечание 2 — Р1МпереходширокоиспользуетсявтонкопленочныхФЭэлементахизаморфносокремния.

f) P-N переход: Переход между полупроводником P-типа и полупроводником N-типа.

3.1.35    эффект удержания света

См. «эффект/эффект удержания света». 3.1.25Ь).

3.1.36    материал

См. «фотоэлектрический/фотоэлектрический материал». 3.1.43е)

3.1.37    линия металлизации: Металлический проводник на фронтальной или в тыльной части ФЭ элемента, предназначенный для отвода электрического тока, вырабатываемого ФЭ элементом.

Примечание 1 — Линия металлизации может быть создана различными способами.

Линии металлизации бывают двух типов: а) шина (фотоэлектрических элементов): Линия металлизации с пло- bus bar (of photovoltaic щадью поперечного сечения большей, чем у линий сетки, подсоединенная к cells) линиям сетки и предназначенная для передачи их электрического тока к проводам или ленточным кабелям, соединяющим один ФЭ элемент с другими.

Примечание 2 — Соединительные кабели соединяются с шиной пайкой или электросваркой.

Ь) линия сетки: Линия металлизации, предназначенная для сбора электрического тока с поверхности полупроводника ФЭ элемента.

3.1.38    микрокристаллический кремний

См. «кремний/микрокристаллический кремний». 3.1,58с).

3.1.39    модуль

См. «фотоэлектрический/фотоэлектрический модуль», 3.1 43f).

3.1.40    мультикристаллический кремний

См. «кремний/мультикристаллический кремний». 3.1.58d).

3.1.41    многопереходный фотоэлектрический элемент

См. «элемент/многопереходный фотоэлектрический элемент». 3.1 9f).

5

3.1.42    органический фотоэлектрический элемент

См. «элемент/органический фотоэлектрический элемент», 3.1.9д).

3.1.43    фотоэлектрический, фотоэлектричество (ФЭ): Электрические явления, вызванные фотоэлектрическим эффектом. См. также «фотоэлектрический», 3.2.21 и 3.3.56.

а) фотоэлектрический элемент: Наиболее элементарное фотоэлектрическое устройство.

Примечание 1 — В солнечных ФЭ энергетических системах «фотоэлектрический элемент» может иметь наименование также «солнечный фотоэлектрический элемент», в разговорной речи допускается наименование «солнечный элемент»:

Ь) фотоэлектрический ток. А: Постоянный электрический ток. вырабаты- photovoltaic current ваемый фотоэлектрическим устройством.

Примечание 2 — См. также «темповой ток». 3.1.18;

c)    фотоэлектрическое устройство: Компонент, который демонстрирует photovoltaic device фотоэлектрический эффект.

Примечание 3 — Примеры фотоэлектрических устройств включают в себя фотоэлектрический элемент, модуль или установку.

d)    фотоэлектрический эффект: Выбивание электронов из атомов и выра- photovoltaic effect ботка напряжения постоянного тока путем поглощения фотонов.

Примечание 4 — В настоящее время фотоэлектрический эффект производится специально созданными полупроводниками в результате прямого нетермического преобразования солнечной лучистой энергии в электрическую энергию;

e)    фотоэлектрический материал: Материал, который демонстрирует photovoltaic matenal фотоэлектрический эффект;

f)    фотоэлектрический модуль: Полная и защищенная от воздействий photovoltaic module внешней среды совокупность взаимосвязанных фотоэлектрических элементов.

Примечание 5 — Фотоэлектрические модули могут быть собраны в фотоэлектрические панели и фотоэлектрические установки. См. «фотоэлектрический/фотоэлектрическая панель» (З.З.ббе) и «фотоэлектрический/фото-электрическая установка» (3.3.56а).

3.1.44    PIN переход    PIN junction

См. «переход/PIN переход». 3.1 34е).

3.1.45    P-N переход    PNjunction

См. «переход/P-N переход». 3.1.34f).

3.1.46    фотоэлектрический элемент с P-N переходом    PN junction photovoltaic

См. «элемент/элемент с P-N переходом», 3.1.9h).    cell

3.1.47    поликристаллический кремний    polycrystalline silicon

См. «кремний/лоликристаллический кремний», 3.1 58е).

3.1.48 мощность. Вт: Величина, определяемая значением передачи или power преобразования энергии или произведенной работы за единицу времени.

Примечание — Часто под мощностью неправильно понимают «электричество».

3.1.49    первичный эталонный фотоэлектрический элемент

См. «эталонный фотоэлектрический элемент/первичный эталонный фотоэлектрический элемент». 3.1 50а).

3.1.50    эталонный фотоэлектрический элемент: Специально калиброванный ФЭ элемент, используемый для измерения освещенности или

настройки имитируемых уровней освещенности в целях компенсации неэта

лонного спектрального распределения освещенности;

6

ГОСТ Р 55993-2014

a)    первичный эталонный фотоэлектрический элемент: Эталонный ФЭ элемент, калибровка которого проведена с помощью радиометра или стандартного детектора, соответствующего стандарту Мирового радиометрического эталона (МРЭ);

b)    вторичный эталонный фотоэлектрический элемент: Эталонный ФЭ элемент, калиброванный при естественном или искусственном солнечном свете относительно первичного эталонного элемента.

3.1.51    эталонное фотоэлектрическое устройство: Эталонный ФЭ элемент. представляющий собой совокупность множественных эталонных элементов или эталонный модуль.

3.1.52    эталонный фотоэлектрический модуль: Специально калиброванный ФЭ модуль, используемый для измерения освещенности или для установки имитационных уровней освещенности в целях измерения эксплуатационных характеристик других модулей с аналогичными спектральной чувствительностью. оптическими характеристиками, размерами и электрической схемой.

3.1.53    лента: Тонкая полоса из кристаллического или лоликристаллическо-го материала, изготовленная непрерывным методом путем вытягивания из расплавленного кремния.

3.1.54    фотоэлектрический элементе барьером Шоттки

См. «элемент/фотоэлектрический элемент с барьером Шоттки», 3.1.91).

3.1.55    переход Шоттки

См. «переход. Барьер Шоттки», 3.1 34d)

3.1.56    вторичный эталонный фотоэлектрический элемент

См. «эталонный фотоэлектрический элемент/вторичный эталонный фотоэлектрический элемент». 3.1.50Ь).

3.1.57    полупроводниковый материал: Материал, проводимость которого из-за носителей заряда обоих знаков, как правило, находится в области между проводниками и изоляторами и в котором концентрация носителей заряда может изменяться в результате внешних воздействий.

Примечание 1 — Т ермии «полупроводник», как правило, используют там. т де носителями заряда выступают электроны или дырки (атом в отсутствие одного или нескольких электронов).

Примечание 2 —Для увеличения проводимости, значения подаваемой энергии должны превышать значения энергии о запрещенной зоне. См. также «значения энергии о запрещенной зоне». 3.1.5.

Примечание 3 — Полупроводники из таких доступных на сегодняшний день материалов, как кремний, арсенид галлия, теллурид кадмии и медно-таллиевыйдиселенид. хорошо подходят для использования в ФЭ процессах.

3.1.58    кремний, Si: Химический элемент, способный проявлять свойства silicon металлов, с атомным номером 14. широко используемый в качестве полупроводникового материала, как правило, входящий в состав песка и кварца в форме оксида и часто применяемый в ФЭ элементах.

Примечание 1 — Кремний кристаллизуется в гранецентрированную кубическую кристаллическую решетку подобно алмазу.

Примечание 2 —Данные термины относятся к материалам, пластинам, элементами модулям.

a)    аморфный кремний; a-Si, a-Si:H: Гидрированный некристаллический amorphous silicon кремниевый сплав в полустабильном состоянии, присаженный на чужеродный субстрат толщиной порядка 1 мкм;

b)    кристаллический кремний; c-Si: Общая категория кремниевых матери- crystalline silicon алов с кристаллической структурой, т. е. демонстрирующих порядок решетки, характерный для атомов кремния;

c)    микрокристаллический кремний; цс-Si: Гидрированный кремниевый microcrystalline silicon сплав, присаженный на чужеродный субстрат слоем толщиной порядка 1 мкм с зернами кристаллической структуры < 1 мкм;