IEC 60904-10:1998

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
60904-10
STANDARD
Première édition
First edition
1998-02
Dispositifs photovoltaïques –
Partie 10:
Méthodes de mesure de la linéarité
Photovoltaic devices –
Part 10:
Methods of linearity measurement

Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60904-10:1998
Numéros des publications Numbering

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indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incorporating
publication de base incorporant l’amendement 1, et la amendment 1 and the base publication incorporating
publication de base incorporant les amendements 1 amendments 1 and 2.

et 2.
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constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état constant review by the IEC, thus ensuring that the
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de la publication sont disponibles dans le Catalogue de the publication is available in the IEC catalogue.
la CEI.
Les renseignements relatifs à ces révisions, à l'établis- Information on the revision work, the issue of revised
sement des éditions révisées et aux amendements editions and amendments may be obtained from
peuvent être obtenus auprès des Comités nationaux de la IEC National Committees and from the following
CEI et dans les documents ci-dessous: IEC sources:
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
• Annuaire de la CEI • IEC Yearbook
Accès en ligne* On-line access*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour régulièrement Published yearly with regular updates
(Accès en ligne)* (On-line access)*
Terminologie, symboles graphiques Terminology, graphical and letter
et littéraux symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux et For graphical symbols, and letter symbols and signs
les signes d'usage général approuvés par la CEI, le approved by the IEC for general use, readers are
referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas. Graphical symbols for diagrams.

Publications de la CEI établies par IEC publications prepared by the same
le même comité d'études technical committee
L'attention du lecteur est attirée sur les listes figurant à The attention of readers is drawn to the end pages of
la fin de cette publication, qui énumèrent les this publication which list the IEC publications issued
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qui a établi la présente publication. present publication.
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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
60904-10
STANDARD
Première édition
First edition
1998-02
Dispositifs photovoltaïques –
Partie 10:
Méthodes de mesure de la linéarité
Photovoltaic devices –
Part 10:
Methods of linearity measurement

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Commission Electrotechnique Internationale
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International Electrotechnical Commission
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– 2 – 60904-10 © CEI:1998
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4

Articles
1 Domaine d'application et objet . 6

2 Références normatives . 8

3 Equipement . 10
3.1 Equipement d'essai. 10
3.2 Equipement du spécimen . 10
4 Procédure pour l'essai de linéarité du courant et de la tension. 10
4.1 Procédure avec l'éclairage solaire naturel . 10
4.2 Procédure avec un simulateur solaire. 14
5 Procédure pour l'essai de linéarité de la réponse spectrale. 16
5.1 Considérations particulières . 16
5.2 Procédure générale. 18
6 Calcul de la linéarité . 18
6.1 Détermination de la linéarité de la pente. 18
6.2 Détermination de la linéarité de la réponse spectrale. 22
6.3 Exigences de linéarité. 22

60904-10 © IEC:1998 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5

Clause
1 Scope and object . 7

2 Normative references. 9

3 Apparatus. 11
3.1 Test apparatus. 11
3.2 Specimen apparatus . 11
4 Procedure for current and voltage linearity test. 11
4.1 Procedure in natural sunlight. 11
4.2 Procedure with a solar simulator . 15
5 Procedure for spectral response linearity test. 17
5.1 Special considerations . 17
5.2 General procedure . 19
6 Linearity calculation . 19
6.1 Slope linearity determination . 19
6.2 Determination of spectral response linearity . 23
6.3 Linearity requirements . 23

– 4 – 60904-10 © CEI:1998
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

___________
DISPOSITIFS PHOTOVOLTAÏQUES –
Partie 10: Méthodes de mesure de la linéarité

AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes Internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques, représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60904-10 a été établie par le comité d'études 82 de la CEI:
Systèmes de conversion photovoltaïque de l'énergie solaire.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
82/186/FDIS 82/193/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.

60904-10 © IEC:1998 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

___________
PHOTOVOLTAIC DEVICES –
Part 10: Methods of linearity measurement

FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60904-10 has been prepared by IEC technical committee 82: Solar
photovoltaic energy systems.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
82/186/FDIS 82/193/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.

– 6 – 60904-10 © CEI:1998
DISPOSITIFS PHOTOVOLTAÏQUES –
Partie 10: Méthodes de mesure de la linéarité

1 Domaine d'application et objet

La présente partie de la CEI 60904 décrit des procédures pour déterminer le degré de linéarité

d'un quelconque paramètre d'essai du dispositif photovoltaïque par rapport à un paramètre
d'essai. Elle est surtout destinée à être utilisée par les laboratoires d'étalonnage, les fabricants
de modules et les concepteurs de systèmes.
L'évaluation de fonctionnement des modules photovoltaïques (PV) et des systèmes, ainsi que
la conversion des performances d'un groupe de conditions de température et d'éclairement à
l'autre, reposent souvent sur l'usage d'équations linéaires (voir la CEI 60891 et la CEI 61829).
La présente norme établit les exigences et les méthodes d'essai de la linéarité afin que ces
équations linéaires garantissent des résultats satisfaisants. Ces exigences indiquent indirec-
tement la gamme des variables de température et d'éclairement pour laquelle ces équations
peuvent s'appliquer.
Les méthodes de mesure décrites dans cette norme s'appliquent à tous les dispositifs PV et
sont destinées à être appliquées sur un échantillon ou sur un dispositif comparable de techno-
logie identique. Il convient qu'elles soient effectuées avant toutes les procédures de mesure et
de correction qui exigent un dispositif linéaire. La méthodologie utilisée dans la présente norme
est similaire à celle spécifiée dans la CEI 60891 dans laquelle une fonction linéaire (ligne
droite) convient bien pour un ensemble de points de données utilisant un sous-programme de
calcul des moindres carrés. La variation des données à partir de cette fonction est aussi
calculée, et la définition de la linéarité est exprimée comme un pourcentage de la variation
admissible.
Un dispositif est considéré linéaire lorsque les conditions suivantes sont satisfaites pour la
gamme intéressée de températures et d'éclairement. De façon caractéristique, cette gamme
–2
de températures est de 25 °C à 60 °C au minimum, et la gamme d'éclairement de 700 W⋅m à
–2
1 000 W⋅m au minimum.
a) En ce qui concerne la courbe du courant de court-circuit en fonction de l'éclairement, il
convient que la déviation normalisée de la pente (σ /m) soit inférieure à 0,02.
s
b) En ce qui concerne la courbe de la tension en circuit ouvert en fonction du logarithme de
l'éclairement, il convient que la déviation normalisée de la pente (σ /m) soit inférieure à
s
0,05.
c) En ce qui concerne la courbe du courant de court-circuit et de la tension en circuit ouvert
en fonction de la température, il convient que la déviation normalisée de la pente (σ /m)
s
soit inférieure à 0,1.
d) La variation de la réponse spectrale relative à une tension spécifiée est inférieure à 5 %
pour la bande intéressée de longueurs d'onde.
NOTE 1 – Beaucoup de normes PV de la CEI exigent d'effectuer des corrections de désadaptation spectrale qui en
fait exigent des mesures de réponse spectrale. La linéarité de la réponse spectrale relative à la température et à
l'éclairement est cependant importante. Elle peut aussi être significative pour les nouvelles technologies telles que
cellules photochimiques.
NOTE 2 – Du fait que la réponse spectrale relative de certains dispositifs tels que le silicium amorphe varie
considérablement avec la tension, il est important que la détermination de la linéarité soit effectuée à une tension
fixe. La tension choisie est régie par l'usage final. V peut être choisi si le régime de puissance maximale est la
max
zone intéressée, et pour l'étalonnage, la tension de polarisation zéro est plus appropriée.

60904-10 © IEC:1998 – 7 –
PHOTOVOLTAIC DEVICES –
Part 10: Methods of linearity measurement

1 Scope and object
This part of IEC 60904 describes procedures used to determine the degree of linearity of any

photovoltaic device parameter with respect to a test parameter. It is primarily intended for use
by calibration laboratories, module manufacturers and system designers.
Photovoltaic (PV) module and system performance evaluations, and performance translations
from one set of temperature and irradiance conditions to another frequently rely on the use of
linear equations (see IEC 60891 and IEC 61829). This standard lays down the linearity
requirements and test methods to ensure that these linear equations will give satisfactory
results. Indirectly, these requirements dictate the range of the temperature and irradiance
variables over which the equations can be used.
The methods of measurement described in this standard apply to all PV devices and are
intended to be carried out on a sample or on a comparable device of identical technology. They
should be performed prior to all measurement and correction procedures that require a linear
device. The methodology used in this standard is similar to that specified in IEC 60891 in which
a linear (straight-line) function is fitted to a set of data points using a least-squares fit
calculation routine. The variation of the data from this function is also calculated, and the
definition of linearity is expressed as an allowable variation percentage.
A device is considered linear when the following conditions are met over the temperature and
irradiance range of interest. Typically, this range of temperature is 25 °C to 60 °C minimum,
–2 –2
and the irradiance range of 700 W⋅m to 1 000 W⋅m minimum.
a) For the curve of short-circuit current versus irradiance, the normalized standard deviation of
the slope (σ m
/ ) should be less than 0,02.
s
b) For the curve of open-circuit voltage versus the logarithm of irradiance, the normalized
standard deviation of the slope (σ /m) should be less than 0,05.
s
c) For the curve of open-circuit voltage and short-circuit current versus temperature, the
normalized standard deviation of the slope (σ /m) should be less than 0,1.
s
d) The variation of relative spectral response at a specified voltage is less than 5 % for the
wavelength band.
NOTE 1 – Many of the IEC PV standards require spectral mismatch corrections which in turn require spectral
response measurements. Therefore, the linearity of spectral response with respect to temperature and irradiance is
important. It can also be significant for new technologies such as photochemical cells.
NOTE 2 – Because the relative spectral response of some devices such as amorphous silicon varies considerably
with voltage, it is important that the linearity determination be performed at a fixed voltage. The voltage selected is
governed by the ultimate usage. V may be selected if the maximum power regime is the area of interest, and for
max
calibration zero bias voltage might be more appropriate.

– 8 – 60904-10 © CEI:1998
NOTE 3 – Il convient de noter que la réponse spectrale relative de certains dispositifs varie avec la température et

l'éclairement. Certains de ces effets peuvent être pris en compte comme variations dans les points a) et c) de la
non-linéarité du courant de court-circuit, mais d'autres effets peuvent ne pas l'être. L'exigence du point d) justifie
ces non-linéarités.
Les procédures générales pour déterminer le degré de linéarité des paramètres précédents et

de tout autre paramètre de performance sont décrites dans les articles 4 à 6.

2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence

qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de la CEI 60904.
Au moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur et les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de la CEI 60904 sont invitées à rechercher la
possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-
après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en
vigueur.
CEI 60891:1987, Procédures pour les corrections en fonction de la température et de
l'éclairement à appliquer aux caractéristiques I-V mesurées des dispositifs photovoltaïques au
silicium cristallin
Amendement 1 (1992)
CEI 60904-2:1989, Dispositifs photovoltaïques – Partie 2: Exigences relatives aux cellules
solaires de référence
CEI 60904-3:1989, Dispositifs photovoltaïques – Partie 3: Principes de mesure des dispositifs
solaires photovoltaïques (PV) à usage terrestre incluant les données de l'éclairement spectral
de référence
CEI 60904-6:1994, Dispositifs photovoltaïques – Partie 6: Exigences relatives aux modules
solaires de référence
CEI 60904-7:1995, Dispositifs photovoltaïques – Partie 7: Calcul de l'erreur de désadaptation
des réponses spectrales dans les essais d'un dispositif photovoltaïque (publiée en anglais
seulement)
CEI 60904-8:1995, Dispositifs photovoltaïques – Partie 8: Guide pour le mesurage de la
réponse spectrale d'un dispositif photovoltaïque (PV) (publiée en anglais seulement)
CEI 60904-9:1995, Dispositifs photovoltaïques – Partie 9: Exigences pour le fonctionnement

des simulateurs solaires (publiée en anglais seulement)
CEI 61215:1993, Modules photovoltaïques (PV) au silicium cristallin pour application terrestre –
Qualification de la conception et homologation
CEI 61646:1996, Modules photovoltaïques (PV) en couches minces pour application terrestre –
Qualification de la conception et homologation
CEI 61829:1995, Champ de modules photovoltaïques (PV) au silicium cristallin – Mesure sur
site des caractéristiques I-V
60904-10 © IEC:1998 – 9 –
NOTE 3 – It should be noted that the relative spectral response of some devices varies with temperature and

irradiance. Some of these effects may be accounted for as changes in the items a) and c) short-circuit current non-
linearity, but some may not be. The item d) requirement accounts for these non-linearities.

General procedures for determining the degree of linearity for these and any other performance

parameter are described in clauses 4 through 6.

2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,

constitute provisions of this part of IEC 60904. At the time of publication, the editions indicated
were valid. All normative documents are subject to revision, and parties to agreements based
on this part of IEC 60904 are encouraged to investigate the possibility of applying the most
recent editions of the normative documents indicated below. Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.
IEC 60891:1987, Procedures for temperature and irradiance corrections to measured I-V
characteristics of crystalline silicon photovoltaic devices
Amendment 1 (1992)
IEC 60904-2:1989, Photovoltaic devices – Part 2: Requirements for reference solar cells
IEC 60904-3:1989, Photovoltaic devices – Part 3: Measurement principles for terrestrial
photovoltaic solar devices with reference spectral irradiance data
IEC 60904-6:1994, Photovoltaic devices – Part 6: Requirements for reference solar modules
IEC 60904-7:1995, Photovoltaic devices – Part 7: Computation of spectral mismatch error
introduced in the testing of a photovoltaic device (English only)
IEC 60904-8:1995, Photovoltaic devices – Part 8: Guidance for measurement of spectral
response of a photovoltaic (PV) device (English only)
IEC 60904-9:1995, Photovoltaic devices – Part 9: Solar simulator performance requirements
(English only)
IEC 61215:1993, Crystalline silicon terrestrial photovoltaic (PV) modules – Design qualification
and type approval
IEC 61646:1996, Thin-film terrestrial photovoltaic (PV) modules – Design qualification and type
approval
IEC 61829:1995, Crystalline silicon photovoltaic (PV) array – On-site measurement of I-V
characteristics
– 10 – 60904-10 © CEI:1998
3 Equipement
3.1 Equipement d'essai
L'équipement suivant est exigé pour le contrôle et la mesure des conditions d'essai:

a) une source de rayonnement (éclairage solaire naturel ou simulateur solaire, classe B ou

mieux, conformément à la CEI 60904-9) du type à utiliser dans les essais ultérieurs;

b) tout équipement nécessaire pour faire varier l’éclairement pour la gamme intéressée sans

affecter la distribution relative de l’éclairement spectral et l'uniformité spatiale, comme
filtres à mailles ou filtres à densité neutre;

NOTE – L’équipement et la procédure utilisés pour faire varier l'éclairement sont vérifiés avec un radiomètre. Il
convient que la variation de la distribution relative de l'éclairement spectral n’aboutisse pas à plus de 0,5 % de la
variation du courant de court-circuit du dispositif (voir CEI 60904-7 et CEI 60904-8). L'utilisation des filtres à mailles
passe pour être la meilleure méthode pour les grandes surfaces.
c) un dispositif PV de référence dont la caractéristique connue du courant de court-circuit en
fonction de l'éclairement est déterminée en effectuant un étalonnage avec un radiomètre
absolu, selon la norme CEI concernée;
d) tout l'équipement nécessaire pour modifier la température du spécimen d'essai pour la
gamme intéressée;
e) un moyen pour contrôler la température du spécimen d'essai et du dispositif de référence,
ou un abat-jour amovible;
f) une installation convenable pour supporter le spécimen d'essai et le dispositif de référence
dans le même plan perpendiculaire à la source de rayonnement;
g) un moyen pour contrôler la température du spécimen d'essai et du dispositif de référence
avec une précision de ±1 °C et la reproductivité de ±0,5 °C.
3.2 Equipement du spécimen
Selon le paramètre de performance pour lequel la détermination de la linéarité est effectuée,
un ou plusieurs articles de l'équipement suivant peuvent être exigés:
a) équipement pour mesurer le courant du spécimen d'essai et du dispositif de référence avec
une précision de ±0,2 % de la lecture;
b) équipement pour mesurer la tension du spécimen d'essai et du dispositif de référence avec
une précision de ±0,2 % de la lecture;
c) équipement pour mesurer la réponse spectrale relative du spécimen d'essai (ou un
échantillon représentatif équivalent du spécimen d'essai) conformément à la CEI 60904-7
avec une précision de ±2 % de la lecture.
NOTE – La CEI 60904-7 fournit des méthodes pour le calcul de l'erreur de désadaptation dans les essais d'un
dispositif photovoltaïque et la CEI 60904-8 fournit un guide pour la mesure de la réponse spectrale.

4 Procédure pour l'essai de linéarité du courant et de la tension
Il y a deux procédures acceptables pour effectuer l'essai de linéarité du courant de court-circuit
et de la tension en circuit ouvert en ce qui concerne la température et l'éclairement.
4.1 Procédure avec l'éclairage solaire naturel
4.1.1 La mesure avec l'éclairage solaire naturel doit seulement être effectuée lorsque
– l'éclairement total est au moins aussi élevé que la limite supérieure de la gamme
intéressée;
– la variation de l'éclairement causée par les oscillations à courte durée (nuages, brume ou
fumée) est inférieure à ±2 % de l'éclairement total comme mesuré par le dispositif de
référence; et
–1
– la vitesse du vent est inférieure à 2 m⋅s .

60904-10 © IEC:1998 – 11 –
3 Apparatus
3.1 Test apparatus
The following apparatus is required to control and measure the test conditions:

a) a radiant source (natural sunlight or solar simulator, class B or better in accordance with

IEC 60904-9) of the type to be used in subsequent tests;

b) any equipment necessary to change the irradiance over the range of interest without

affecting the relative spectral irradiance distribution and the spatial uniformity, such as
mesh filters or neutral density filters;

NOTE – The equipment and procedure used to change the irradiance are to be verified with a radiometer. The
change in relative spectral irradiance distribution should not result in more than 0,5 % change in the short-circuit
current of the device (see IEC 60904-7 and IEC 60904-8). Mesh filters are believed to be the best method for large
surfaces.
c) a PV reference device having a known short-circuit current versus irradiance characteristic
determined by calibrating against an absolute radiometer in accordance with the relevant
IEC standard;
d) any equipment necessary to change the temperature of the test specimen over the range of
interest;
e) a means for controlling the temperature of the test specimen and reference device, or a
removable shade;
f) a suitable mount for supporting the test specimen and the reference device in the same
plane normal to the radiant beam;
g) a means for monitoring the temperature of the test specimen and reference device to an
accuracy of ±1 °C, and repeatability of ±0,5 °C.
3.2 Specimen apparatus
Depending on the performance parameter for which the linearity determination is being made,
one or more of the following apparatus items may be required:
a) equipment for measuring the current of the test specimen and reference device to an
accuracy of ±0,2 % of the reading;
b) equipment for measuring the voltage of the test specimen and reference device to an
accuracy of ±0,2 % of the reading;
c) equipment for measuring the relative spectral response of the test specimen (or a
representative sample equivalent to the test specimen) in accordance with IEC 60904-7 to
an accuracy of ±2 % of the reading.
NOTE – IEC 60904-7 provides methods for the computation of spectral mismatch error introduced in the testing of
photovoltaic devices, and IEC 60904-8 provides guidance for spectral measurement.

4 Procedure for current and voltage linearity test
There are two acceptable procedures for performing the linearity test of short-circuit current
and open-circuit voltage with respect to temperature and irradiance.
4.1 Procedure in natural sunlight
Measurement in natural sunlight shall only be made when
4.1.1
– the total irradiance is at least as high as the upper limit of the range of interest;
– the irradiance variation caused by short-term oscillations (clouds, haze, or smoke) is less
than ±2 % of the total irradiance as measured by the reference device; and
–1
– the wind speed is less than 2 m⋅s .

– 12 – 60904-10 © CEI:1998
4.1.2 Installer le dispositif de référence coplanaire avec le spécimen d'essai de sorte que tous

les deux soient perpendiculaires au faisceau solaire direct dans les limites des ±1°. Les

raccorder aux instruments nécessaires.

NOTE – Il convient que les mesures décrites dans les paragraphes suivants soient effectuées aussi promptement
que possible, durant quelques heures d'un même jour, pour minimiser l'effet des modifications dans les conditions

spectrales. Sinon, la correction spectrale peut être exigée.

4.1.3 Si le spécimen d'essai et le dispositif de référence sont équipés avec des régulations de

température, mettre ces contrôles au niveau désiré. Si les régulations de température ne sont
pas utilisées, mettre le dispositif d'occultation pour abriter le spécimen d'essai du soleil pour
leur permettre de se stabiliser dans les limites de ±1 °C de la température de l'air ambiant.

4.1.4 Enlever le dispositif d'occultation (s'il est utilisé) et immédiatement lire simultanément le
paramètre d'essai X, le paramètre du spécimen d'essai Y, la température et le courant de
court-circuit du dispositif de référence.
4.1.5 L'éclairement G doit être calculé conformément à la CEI 60891 à partir des courants
o
mesurés (I ) du dispositif PV de référence et de leur valeur d'étalonnage à STC (I ). Il

sc rc
convient d’appliquer une correction pour tenir compte de la température du dispositif de
référence T en utilisant le coefficient de température spécifié du dispositif de référence α .
m rc
1 000 × I
sc
G = ×−12α()T −5
[]
o rc m
I
rc
4.1.6 Si le paramètre d'essai en train de varier est l'éclairement, réduire l'éclairement sur le
spécimen d'essai à une fraction connue k sans affecter l'uniformité spatiale ou la distribution
i
de l'énergie spectrale. Pour le réaliser, il existe plusieurs méthodes:
a) avec filtres à mailles à densité uniforme étalonnés. Si cette méthode est choisie, il convient
que le dispositif de référence ne soit pas recouvert par le filtre pendant l'opération pour
permettre de mesurer l'éclairement incident. Dans ce cas, k est le paramètre d'étalonnage
i
du filtre (fraction de lumière transmise);
b) avec filtres à mailles à densité uniforme non étalonnés. Si cette méthode est choisie, il
convient que le dispositif de référence reste couvert par le filtre pendant l'essai. Dans ce
cas, k est le rapport du courant de court-circuit du dispositif de référence (I ) et de sa
i sc
valeur d'étalonnage (I );
rc
c) en contrôlant l'angle d'incidence. Si cette méthode est choisie, il convient que le dispositif
de référence ait les mêmes propriétés de réflexion que celles du spécimen d'essai, et qu’il
soit installé de façon coplanaire avec le spécimen d'essai dans une limite de ±1°. Dans ce
cas, k est le rapport du courant de court-circuit du dispositif de référence (I ) et de sa
i sc
valeur d'étalonnage (I ).
rc
NOTE – Il convient que le diamètre d'ouverture maximal soit inférieur à 1 % de la dimension linéaire minimale du

dispositif de référence et du spécimen d'essai; sinon une erreur variable peut se produire à cause du
positionnement.
4.1.7 Calculer le niveau d'éclairement sur le spécimen d'essai G comme suit:
i
Gk=×G
ii o
où G est déterminé par la méthode décrite en 4.1.5.
o
4.1.8 Si le paramètre d'essai en train de varier est la température, pour atteindre et maintenir
la température désirée, on peut soit régler la température en utilisant un contrôleur, soit
alternativement exposer et mettre à l'abri le spécimen d'essai comme requis. Une seconde
possibilité consiste à laisser le spécimen d'essai s'échauffer de lui-même, en relevant les
données périodiquement pendant la période d'échauffement, selon la procédure décrite
en 4.1.4.
60904-10 © IEC:1998 – 13 –
4.1.2 Mount the reference device co-planar with the test specimen so that both are normal to

the direct solar beam within ±1°. Connect to the necessary instrumentation.

NOTE – The measurements described in the following subclauses should be made as expeditiously as possible
within a few hours on the same day to minimize the effect of changes in the spectral conditions. If not, spectral

corrections may be required.
4.1.3 If the test specimen and reference device are equipped with temperature controls, set

the controls at the desired level. If temperature controls are not used, shade the test specimen

from the sun and allow it to stabilize within ±1 °C of the ambient air temperature. The reference

device should also stabilize within ±1 °C of its equilibrium temperature before proceeding.

4.1.4 Remove the shade (if used) and immediately take simultaneous readings of the test
parameter X, the test specimen device parameter Y and the temperature and short-circuit
current of the reference device.
4.1.5 The irradiance G shall be calculated in accordance with IEC 60891 from the measured
o
current (I ) of the PV reference device, and its calibration value at STC (I ). A correction
sc rc
should be applied to account for the temperature of the reference device T using the specified
m
temperature coefficient of the reference device α
rc.
1 000 × I
sc
G = ×−12α()T −5
[]
o rc m
I
rc
4.1.6 If the test parameter being varied is the irradiance, reduce the irradiance on the test
specimen to a known fraction k without affecting the spatial uniformity or the spectral
i
irradiance distribution. There are various methods by which to accomplish this:
a) using calibrated, uniform density mesh filters. If this method is selected, the reference
device should remain uncovered by the filter during the operation to enable the incident
irradiance to be measured. In this case, k is the filter calibration parameter (fraction of light
i
transmitted);
b) using uncalibrated, uniform density mesh filters. If this method is selected, the reference
device should also be covered by the filter during the test. In this case, k is the ratio of the
i
reference device short-circuit current (I ) to its calibration value (I );
sc rc
c) by controlling the angle of incidence. If this method is selected, the reference device should
have the same reflective properties as the test specimen, and should be mounted co-planar
with the test specimen within ±1°. In this case, k is the ratio of the reference device short-
i
circuit current (I ) to its calibration value (I ).
sc rc
NOTE – The maximum filter mesh opening dimension should be less than 1 % of the minimum linear dimension of
the reference device and the test specimen, or a variable error may occur due to positioning.

4.1.7 Calculate the irradiance level on the test specimen G as follows:
i
Gk=×G
ii o
where G is determined by the method described in 4.1.5.
o
4.1.8 If the test parameter being varied is the temperature, adjust the temperature by means
of a controller or by alternately exposing and shading the test specimen as required to achieve
and maintain the desired temperature. Alternatively, the test specimen may be allowed to
warm-up naturally with the data recording procedure of clause 4.1.4 performed periodically
during the warm-up.
– 14 – 60904-10 © CEI:1998
4.1.9 S'assurer que la température du spécimen d'essai et du dispositif de référence s'est

stabilisée et reste constante dans les limites de ±1 °C, et que l'éclairement, comme mesuré par

le dispositif de référence, reste constant dans les limites de ±2 % pendant les périodes

d'enregistrement des données.
4.1.10 Répéter les étapes 4.1.4 à 4.1.9. La valeur du paramètre d'essai choisi doit être telle

que la gamme intéressée est espacée d'au moins quatre incréments approximativement

égaux. Un minimum de trois mesures doit être réalisé à chacune des conditions d'essai.

4.2 Procédure avec un simulateur solaire

NOTE – Il ne faut pas utiliser de lampe à spectre d'émission comme les lampes au xénon pour mesurer la largeur

de bande des cellules solaires en direct. Comme cette largeur de bande spectrale varie en fonction de la
température, elle peut se superposer aux diverses lignes d'émission du spectre de la lampe et provoquer
d'importantes variations des caractéristiques fonctionnelles, effet qui peut être réduit en effectuant une correction
de la désadaptation spectrale ou en utilisant les filtres appropriés.
4.2.1 Installer le spécimen d'essai et le dispositif de référence coplanaires sur le plan d'essai
du simulateur de telle sorte que tous les deux soient perpendiculaires à la ligne centrale du
faisceau dans les limites de ±2°. Les raccorder aux instruments nécessaires.
4.2.2 Si le spécimen d'essai et le dispositif de référence sont équipés avec des régulations de
température, mettre ces contrôles au niveau désiré. Si les régulations de température ne sont
pas utilisées, permettre au spécimen d'essai et au dispositif de référence de se stabiliser dans
les limites de ±1 °C de la température de l'air ambiant.
4.2.3 Mettre l'éclairement au plan d'essai à la limite supérieure de la gamme intéressée en
utilisant le courant mesuré du dispositif de référence (I ) et sa valeur d'étalonnage à STC (I ).
sc rc
4.2.4 Mener l'essai et lire simultanément le paramètre d'essai X , le paramètre du spécimen
i
d'essai Y , la température et le courant de court-circuit du dispositif de référence.
i
4.2.5 L'éclairement G doit être calculé conformément à la CEI 60891 à partir des courants
o
mesurés (I ) du dispositif PV de référence et de leur valeur d'étalonnage à STC (I ). Il
sc rc
convient qu’une correction soit appliquée pour tenir compte de la température du dispositif de
référence T en utilisant le coefficient de température spécifié du dispositif de référence α .
m rc
1000 × I
sc
G = ×−1 α()T − 25
[]
o rc m
I
rc
4.2.6 Si le paramètre d'essai en train de varier est l'éclairement, réduire l'éclairement sur le
spécimen d'essai à une fraction connue k , sans affecter l'uniformité spatiale ou la distribution
i
de l'énergie spectrale. Pour le réaliser, il existe plusieurs méthodes:

a) en augmentant la distance entre le plan d'essai et la lampe. Avec le dispositif de référence
maintenu dans le même plan que le spécimen d’essai, k est le rapport du courant de court-
i
circuit du dispositif de référence (I ) et de sa valeur d'étalonnage (I );
sc rc
b) en utilisant une lentille optique. Dans ce cas, k est le rapport du courant de court-circuit du
i
dispositif de référence (I ) et de sa valeur d'étalonnage (I ). Il convient de prendre des
sc rc
précautions pour s'assurer que la lentille ne change pas d'une manière significative
l'éclairement spectral relatif dans la gamme de longueurs d'onde dans laquelle le spécimen
d'essai et le dispositif de référence réagissent bien;
c) en contrôlant l'angle d'incidence. Si cette méthode est choisie, la distance séparant la
source de la lampe du spécimen doit être très grande afin de limiter la variation
d'éclairement sur la surface inclinée à 0,5 % ou moins. En outre, si cette méthode est
choisie, le faisceau de rayonnement doit être collimaté, et il convient que le dispositif de
référence ait les mêmes propriétés de réflexion que le spécimen d'essai et qu'il soit monté
de façon coplanaire avec le spécimen d'essai. Dans ce cas, k est le rapport du courant de
i
court-circuit du dispositif de référence (I ) et de sa valeur d'étalonnage (I );
sc rc
60904-10 © IEC:1998 – 15 –
4.1.9 Ensure that the test specimen and refer
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