随着电池材料的日新月异，有别于传统晶硅电池，新型电池在测试或评价方法上，比传统晶硅电池有更严谨的测试要求。本文将介绍第三代太阳能电池之最大功率测量方法，提供一标准的测试方法来达到更精确的结果。由测试光源的光谱和电池间的光谱响应来计算和标准测试条件STC下AM1.5G光谱的差异；经由此方法来选择合适的标准电池，再利用此标准电池来标定太阳模拟器标准光强，减少测试误差及不确定度。
1. 简介
有机太阳电池OPV、染料敏化太阳电池DSSC及钙钛矿Perovskite(PVK)研究在近几年来有跃进式的发展，目前有不少研究单位研究出转换效率突破10%的电池结构，且效率持续增加中，但其测试方式却不同于较成熟的晶硅电池。由于此类电池材料对光的反应不如晶硅电池快，所以测试上必需考虑测试的反应时间，才能真正有效测量电池效率；另一个很重要的原因在测试前模拟光源的光强校准，因为OPV/DSSC/PVK和晶硅参考电池其光谱响应有很明显的差异，也就是光谱失配，所以必需透过光谱失配修正后才能进行光强校准。选择合适的标准电池能减小(忽略)和待测电池的光谱失配，才不会造成测量上的误差。
2. 光谱失配修正
在国际规范IEC60904-9清楚定义评价太阳模拟器等级的方式，对于最大功率量测时的辐照度，使用标准电池来标定测试时的辐照度，但太阳模拟器光谱和标准测试条件AM 1.5G光谱必然的存在光谱误差，即使是等级A的太阳模拟器，仍有近±25%的误差。而标准电池和待测样品的光谱响应若不同时，则必需透过IEC60904-7计算光谱失配来修正辐照度。如图一，以OPV为例，太阳模拟器光谱和电池的光谱响应图。
图一、太阳模拟器光谱和电池的光谱响应图
IEC60904-7 提供了一光谱失配的方法如式(1)，
目前太阳模拟器所使用的标准电池多为晶硅电池，而市场上也以晶硅为主流材料，其光谱响应大部分是接近的，故其失配因子(MismatchFactor, MM)有时可以忽略，但由于OPV/DSSC/PVK电池是新型材料，不如晶硅电池成熟且光谱响应也不同如图二，所以在量测上就必需特别注意光谱失配的影响。
图二、OPV/DSSC/PVK和晶硅电池的光谱响应图
3.不同标准电池窗口的光谱响应
为了减少测量上的误差以达到较精准的测量，光谱失配修正是必要的；如上文所述，使用一合适光谱的标准电池，可以减小光谱失配。而最合适待测电池的标准电池就是使用相同材料的电池，因其有相同的光谱响应，但大部份的材质都是不稳定的，容易有衰退现象，较不宜直接当标准电池。所以使用较稳定的晶硅当基板，再搭配不同的窗口过滤成近似待测电池的光谱分布，来达成不同材料的光谱响应，减小(忽略)光谱失配的影响，也较无衰退的影响。如图三所示为晶硅电池再搭配不同窗口所过滤而成不同光谱响应的参考电池。
图三、不同窗口的光谱响应比较
以OPV为例，选择KG5为窗口的标准电池，其光谱分布和OPV最为接近，可预期它的光谱失配是最小的。表一是DSSC、OPV、LowBand-GapOPV和PVK光谱失配计算结果。很明显地，若使用晶硅标准电池来做太阳模拟器的光强校准，则会产生最大失配值；DSSC/OPV电池测试时，使用KG5窗口的标准电池来校准光强是最合适的；而LBG-OPV响应波长比OPV较宽，故使用比KG5较宽的窗口KG3，可以有更低的光谱失配值。
表一、DSSC/OPV/PVK 对应不同参考电池的光谱失配值
4. 结论
在标准测试条件STC下，光谱失配对于最大功率测量所带来的误差会因所使用的光源光谱还有标准电池和待测电池的光谱响应而有极大的变化。利用较为稳定的晶硅电池当基板，再搭配合适的过滤窗口，来达到不同材料的光谱响应，可减小光谱失配的影响。对于DSSC/OPV电池材料，使用KG5标准电池来校准太阳模拟器光强，可有最小的光谱失配值。而LBG-OPV则需使用KG3标准来当参考电池。对于不同电池材料，选择适当的标准电池窗口在测量上是非常重要的。依目前电池材料建议使用的标准电池窗口如下表二：
表二、不同窗口的光谱响应比较 | 
