International

IMPORTANT – The 'colour inside' logo on the cover page of this publication indicates 
that it contains colours which are considered to be useful for the correct 
understanding of its contents. Users should therefore print this document using a 
colour printer. 
Copyrighted material licensed to University of Toronto by Clarivate Analytics (US) LLC, subscriptions.techstreet.com, downloaded on 2020-09-26 08:51:03 +0000 by University of Toronto User.
No further reproduction or distribution is permitted.

---

– 6 – 
IEC 60904-9:2020 © IEC 2020 
PHOTOVOLTAIC DEVICES –
 
Part 9: Classification of solar simulator characteristics 
 
 
 
1 Scope 
IEC standards for photovoltaic devices require the use of specific classes of solar simulators 
deemed appropriate for specific tests. Solar simulators can be either used for performance 
measurements of PV devices or endurance irradiation tests. This part of IEC 60904 provides 
the definitions of and means for determining simulator classifications at the required 
irradiance levels used for electrical stabilization and characterisation of PV devices. 
This document is applicable for solar simulators used in PV test and calibration laboratories 
and in manufacturing lines of solar cells and PV modules. The A+ category is primarily 
intended for calibration laboratories and is not considered necessary for power measurements 
in PV manufacturing and in qualification testing. Class A+ has been introduced because it 
allows for reduction in the uncertainty of secondary reference device calibration, which is 
usually performed in a calibration laboratory. Measurement uncertainty in PV production lines 
will directly benefit from a lower uncertainty of calibration, because production line 
measurements are performed using secondary reference devices. 
In the case of PV performance measurements, using a solar simulator of a particular class
does not eliminate the need to quantify the influence of the simulator on the measurement by 
making spectral mismatch corrections and analysing the influences of spatial non-uniformity 
of irradiance in the test plane and temporal stability of irradiance on that measurement. Test 
reports for PV devices tested with the simulator report the class of simulator used for the 
measurement and the method used to quantify the simulator’s effect on the results. 
The purpose of this document is to define classifications of solar simulators for use in indoor 
measurements of terrestrial photovoltaic devices. Solar simulators are classified as A+, A, B 
or C based on criteria of spectral distribution match, irradiance non-uniformity in the test 
plane and temporal instability of irradiance. This document provides the required 
methodologies for determining the classification of solar simulators in each of the categories. 
A solar simulator which does not meet the minimum requirements of class C cannot be 
classified according to this document. 
For spectral match classification a new procedure has been added. This procedure addresses 
the actual need for an extended wavelength range, which is arising from advances in solar 
cell technology (such as increased spectral responsivity below 400 nm) as well as solar 
simulator technology (use of component LEDs). The procedure of the second edition of this 
standard is still valid, but is only applied if backward compatibility of classification for solar 
simulators already in use and for solar simulators in production/sale is required. This 
document is referred to by other IEC standards, in which class requirements are laid down for 
the use of solar simulators. The solar simulator characteristics described in this document 
are not used in isolation to imply any level of measurement confidence or measurement 
uncertainty for a solar simulator application (for example, PV module power measurement). 
Measurement uncertainties in each application depend on many factors, several of which are 
outside the scope of this document: 
•
Characteristics of the solar simulator, possibly including characteristics not covered by this 
document; 
•
Methods used to calibrate and operate the solar simulator; 
•
Characteristics of the device(s) under test (for example, size and spectral responsivity); 
•
Quantities measured from the device(s) under test, including equipment and methods 
used for measurement; 
Copyrighted material licensed to University of Toronto by Clarivate Analytics (US) LLC, subscriptions.techstreet.com, downloaded on 2020-09-26 08:51:03 +0000 by University of Toronto User.
No further reproduction or distribution is permitted.

---

IEC 60904-9:2020 © IEC 2020 
– 7 – 
•
Possible corrections applied to measured quantities. 
When applications require a certain solar simulator characteristic, it is preferable to specify a 
numerical value rather than a letter classification (for example, 
“≤
5 % non-uniformity of 
irradiance” rather than “Class B non-uniformity of irradiance”). If not obvious from the 
application, it should also be indicated how the required simulator characteristic correlates to 
relevant measured quantities. Since PV module power measurement is one of the most 
common applications for solar simulators, brief guidance on this application is given in 
informative notes for each solar simulator characteristic described in this document. This 
document is used in combination with IEC TR 60904-14, which deals with best practice 
recommendations for production line measurements of single-junction PV module maximum 
power output and reporting at standard test conditions. For output power characterization of 
PV devices, IEC TR 60904-14 addresses the relevance of the letter grades (A+, A, B, C) for 
measurement uncertainty.