Photovoltaic devices - Part 1: Measurement of photovoltaic current-voltage characteristics

IEC 60904-1:2020 describes procedures for the measurement of current-voltage characteristics (I-V curves) of photovoltaic (PV) devices in natural or simulated sunlight. These procedures are applicable to a single PV solar cell, a sub-assembly of PV solar cells, or a PV module. This document is applicable to non-concentrating PV devices for use in terrestrial environments, with reference to (usually but not exclusively) the global reference spectral irradiance AM1.5 defined in IEC 60904-3.
This third edition cancels and replaces the second edition published in 2006. The main changes with respect to the previous edition are as follows:
- Updated scope to include all conditions.
- Added terms and definitions.
- Reorganised document to avoid unnecessary duplication.
- Added data analysis clause.
- Added informative annexes (area measurement, PV devices with capacitance, dark I-V curves and effect of spatial non-uniformity of irradiance).

Dispositifs photovoltaïques - Partie 1: Mesurage des caractéristiques courant-tension des dispositifs photovoltaïques

l’IEC 60904-1:2020 décrit les procédures pour le mesurage des caractéristiques/courant-tension (courbes I-V) des dispositifs photovoltaïques (PV) sous éclairement solaire naturel ou simulé. Ces procédures sont applicables aux cellules solaires individuelles PV, aux sous-ensembles de cellules solaires PV ou aux modules PV. Le présent document s’applique aux dispositifs PV sans concentration destinés à être utilisés dans des environnements terrestres, en référence (habituellement mais pas exclusivement) à l’éclairement énergétique spectral de référence global AM1.5 défini dans l’IEC 60904-3.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition parue en 2006. Les principales modifications par rapport à l'édition précédente sont les suivantes:
- Mise à jour du domaine d’application pour inclure toutes les conditions.
- Ajout d’un article "Termes et définitions".
- Réorganisation du document pour éviter les doublons inutiles.
- Ajout d’un article "Analyse des données".
- Ajout d’annexes informatives (mesurage de la surface, dispositifs PV à capacité, courbes I-V dans l’obscurité et effet de la non-uniformité spatiale de l’éclairement énergétique).

General Information

Status
Published
Publication Date
24-Sep-2020
Drafting Committee
Current Stage
PPUB - Publication issued
Start Date
02-Oct-2020
Completion Date
25-Sep-2020
Ref Project

Relations

Buy Standard

Standard
IEC 60904-1:2020 - Photovoltaic devices - Part 1: Measurement of photovoltaic current-voltage characteristics
English and French language
67 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview

Standards Content (Sample)


IEC 60904-1 ®
Edition 3.0 2020-09
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Photovoltaic devices –
Part 1: Measurement of photovoltaic current-voltage characteristics

Dispositifs photovoltaïques –
Partie 1: Mesurage des caractéristiques courant-tension des dispositifs
photovoltaïques
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from
either IEC or IEC's member National Committee in the country of the requester. If you have any questions about IEC
copyright or have an enquiry about obtaining additional rights to this publication, please contact the address below or
your local IEC member National Committee for further information.

Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite
ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie
et les microfilms, sans l'accord écrit de l'IEC ou du Comité national de l'IEC du pays du demandeur. Si vous avez des
questions sur le copyright de l'IEC ou si vous désirez obtenir des droits supplémentaires sur cette publication, utilisez
les coordonnées ci-après ou contactez le Comité national de l'IEC de votre pays de résidence.

IEC Central Office Tel.: +41 22 919 02 11
3, rue de Varembé info@iec.ch
CH-1211 Geneva 20 www.iec.ch
Switzerland
About the IEC
The International Electrotechnical Commission (IEC) is the leading global organization that prepares and publishes
International Standards for all electrical, electronic and related technologies.

About IEC publications
The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC. Please make sure that you have the
latest edition, a corrigendum or an amendment might have been published.

IEC publications search - webstore.iec.ch/advsearchform Electropedia - www.electropedia.org
The advanced search enables to find IEC publications by a The world's leading online dictionary on electrotechnology,
variety of criteria (reference number, text, technical containing more than 22 000 terminological entries in English
committee,…). It also gives information on projects, replaced and French, with equivalent terms in 16 additional languages.
and withdrawn publications. Also known as the International Electrotechnical Vocabulary

(IEV) online.
IEC Just Published - webstore.iec.ch/justpublished
Stay up to date on all new IEC publications. Just Published IEC Glossary - std.iec.ch/glossary
details all new publications released. Available online and 67 000 electrotechnical terminology entries in English and
once a month by email. French extracted from the Terms and Definitions clause of
IEC publications issued since 2002. Some entries have been
IEC Customer Service Centre - webstore.iec.ch/csc collected from earlier publications of IEC TC 37, 77, 86 and
If you wish to give us your feedback on this publication or CISPR.

need further assistance, please contact the Customer Service

Centre: sales@iec.ch.
A propos de l'IEC
La Commission Electrotechnique Internationale (IEC) est la première organisation mondiale qui élabore et publie des
Normes internationales pour tout ce qui a trait à l'électricité, à l'électronique et aux technologies apparentées.

A propos des publications IEC
Le contenu technique des publications IEC est constamment revu. Veuillez vous assurer que vous possédez l’édition la
plus récente, un corrigendum ou amendement peut avoir été publié.

Recherche de publications IEC - Electropedia - www.electropedia.org
webstore.iec.ch/advsearchform Le premier dictionnaire d'électrotechnologie en ligne au
La recherche avancée permet de trouver des publications IEC monde, avec plus de 22 000 articles terminologiques en
en utilisant différents critères (numéro de référence, texte, anglais et en français, ainsi que les termes équivalents dans
comité d’études,…). Elle donne aussi des informations sur les 16 langues additionnelles. Egalement appelé Vocabulaire
projets et les publications remplacées ou retirées. Electrotechnique International (IEV) en ligne.

IEC Just Published - webstore.iec.ch/justpublished Glossaire IEC - std.iec.ch/glossary
Restez informé sur les nouvelles publications IEC. Just 67 000 entrées terminologiques électrotechniques, en anglais
Published détaille les nouvelles publications parues. et en français, extraites des articles Termes et Définitions des
Disponible en ligne et une fois par mois par email. publications IEC parues depuis 2002. Plus certaines entrées
antérieures extraites des publications des CE 37, 77, 86 et
Service Clients - webstore.iec.ch/csc CISPR de l'IEC.

Si vous désirez nous donner des commentaires sur cette
publication ou si vous avez des questions contactez-nous:
sales@iec.ch.
IEC 60904-1 ®
Edition 3.0 2020-09
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Photovoltaic devices –
Part 1: Measurement of photovoltaic current-voltage characteristics

Dispositifs photovoltaïques –
Partie 1: Mesurage des caractéristiques courant-tension des dispositifs

photovoltaïques
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 27.160 ISBN 978-2-8322-8814-6

– 2 – IEC 60904-1:2020 © IEC 2020
CONTENTS
FOREWORD . 4
1 Scope . 6
2 Normative references . 6
3 Terms and definitions . 7
4 General requirements . 8
4.1 General . 8
4.2 Measurements . 9
4.3 Stabilisation . 10
4.4 Equivalence to steady-state performance . 10
4.5 Reporting conditions . 10
4.6 Translation from test conditions to reporting conditions . 11
5 Apparatus . 11
6 Measurements in natural sunlight . 12
6.1 General . 12
6.2 Test procedure . 13
7 Measurement in simulated sunlight . 14
7.1 General . 14
7.2 Test procedure . 15
8 Data analysis . 16
8.1 Translation from test conditions to reporting conditions . 16
8.2 Extracting I-V curve parameters . 17
8.3 Evaluating measurement uncertainty. 17
9 Test report . 18
Annex A (informative) Device area measurement . 19
A.1 General . 19
A.2 Definition of device area . 19
A.2.1 General . 19
A.2.2 Total area (A ) . 19
t
A.2.3 Aperture area (A ) . 19
ap
A.2.4 Designated illumination area (A ) . 19
da
A.3 Area measurement of PV devices . 19
Annex B (informative) Measurement of current-voltage characteristics for PV devices
with capacitance . 22
B.1 General . 22
B.2 Definitions. 22
B.3 Relative error due to capacitance . 22
B.4 Methodologies to suppress the measurement error . 24
B.4.1 General . 24
B.4.2 Measurement at steady-state conditions . 24
B.4.3 Measurement at quasi-steady-state conditions . 25
B.4.4 Common methods for characterisation of capacitive PV devices . 25
B.5 Report. 26
B.6 Reference documents . 26
Annex C (informative) Measurement of photovoltaic current-voltage characteristics
without illumination (dark I-V). 28

C.1 General . 28
C.2 Apparatus . 29
C.3 Procedure . 29
C.3.1 General . 29
C.3.2 Dark I-V curve measurements . 30
Annex D (informative) Influence of spatial non-uniformity of irradiance on I-V curve
parameters . 31
D.1 General . 31
D.2 Reference documents . 32
Bibliography . 33

Figure 1 – Schematic current-voltage characteristic (I-V curve) depicting typical I-V
curve parameters short-circuit current (I ), open-circuit voltage (V ), maximum
sc oc
power (P ), voltage at maximum power (V ) and current at maximum power
max Pmax
(I ). 8
Pmax
Figure 2 – Schematic power-voltage characteristic (P-V curve) depicting typical I-V
curve parameters open-circuit voltage (V ), maximum power (P ) and voltage at
oc max
maximum power (V ) . 9
Pmax
Figure A.1 – PV module (rectangular) . 20
Figure A.2 – PV module of different geometries (pentagon, trapezoid) . 20
Figure A.3 – PV cell (cut corners) . 21
Figure A.4 – PV cell (rounded corners, circle) . 21
Figure B.1 – Equivalent circuit diagram for device exhibiting a capacitance effect . 23
Figure B.2 – Three I-V curves (steady-state, forward sweep and reverse sweep)
showing the effect of device capacitance on the curve shape . 23
Figure B.3 – Deviation of maximum power (P ) determined from I-V curve due to
max
the effect of device capacitance with respect to steady-state result as a function of
sweep rate . 24
Figure C.1 – I-V characteristics without illumination (dark I-V curve) . 28
Figure C.2 – I-V characteristics under illumi
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.