一種太陽電池及太陽電池組件的電性能測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽電池測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽電池及太陽電池組件的電性能測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽電池檢測(cè)在太陽電池的研發(fā)，生產(chǎn)和銷售中都有重要作用，而電性能的測(cè)量結(jié)果是評(píng)定太陽電池生產(chǎn)工藝先進(jìn)與否的標(biāo)準(zhǔn)，也是太陽電池進(jìn)入銷售領(lǐng)域定價(jià)的依據(jù)。
[0003]當(dāng)前，主流技術(shù)仍通過借助標(biāo)準(zhǔn)太陽電池或標(biāo)準(zhǔn)太陽電池組件溯源至標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(即STC)，借助標(biāo)準(zhǔn)太陽電池或標(biāo)準(zhǔn)太陽電池組件校準(zhǔn)太陽模擬器來實(shí)現(xiàn)量值傳遞來實(shí)現(xiàn)測(cè)試。但在進(jìn)行量值傳遞過程中，由于太陽電池工藝或原料等諸多因素影響，導(dǎo)致不同太陽電池或太陽電池組件之間存在較為明顯的光譜響應(yīng)差異，被測(cè)的太陽電池或太陽電池組件只有在與標(biāo)準(zhǔn)太陽電池或太陽電池組件的光譜響應(yīng)相似或一致的條件下，在太陽模擬器上進(jìn)行量值傳遞過程中引入的傳遞誤差才可以近似忽略，測(cè)試結(jié)果相對(duì)可靠，可進(jìn)行量值傳遞，且該情況下量值傳遞對(duì)太陽模擬器的光譜匹配要求也可適當(dāng)降低，滿足IEC 60904-92007 A級(jí)光譜即可。實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，不可能滿足所有的被測(cè)對(duì)象都與標(biāo)準(zhǔn)具有相似或相同的光譜響應(yīng)，甚至被測(cè)對(duì)象不可能存在與標(biāo)準(zhǔn)相似或相同的光譜響應(yīng)，因此利用標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)太陽模擬器后，再測(cè)試被測(cè)對(duì)象無法消除校準(zhǔn)差異，即校準(zhǔn)的測(cè)試環(huán)境與當(dāng)前的測(cè)試環(huán)境無法保持一致，此時(shí)該測(cè)試條件下測(cè)試的結(jié)果偏差不可預(yù)知。
[0004]當(dāng)前，針對(duì)該類問題的解決方案可以通過進(jìn)一步提升太陽模擬器的性能指標(biāo)，尤其是光譜匹配度，在原來0.75-1.25的匹配度上提升至0.9-1.1甚至更高，但受限于技術(shù)原因光譜匹配永遠(yuǎn)無法真實(shí)的等于AM1.5G條件下的太陽光。通過提升太陽模擬器的關(guān)鍵性能指標(biāo)可以適當(dāng)?shù)臏p小量值傳遞差異，但無法從根本上控制該差異，測(cè)試過程中仍存在不可控的測(cè)試差異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在為解決上述問題，提供一種精確地檢測(cè)太陽電池與太陽電池組件的電性能的方法。
[0006]本發(fā)明所述的一種太陽電池及太陽電池組件的電性能測(cè)試方法，包括如下步驟:
(1)選擇N種單波段的光源，使各波段光源在測(cè)試區(qū)域內(nèi)光輻射能量分布呈均勻分布，且N種單波段光源全部波段的光輻射能量也呈均勻分布；
(2)控制N種單波段光源同時(shí)觸發(fā)，測(cè)得被測(cè)太陽電池或電池組件的短路電流Iscn;
(3)將N種不同單波段的光源以N-1的方式組合，公式為C(N，I)，分別以N-1任意組合的方式依次觸發(fā)N次，依次分別用N種單波段光源同時(shí)觸發(fā)得到的短路電流值1%?與N-1模式下測(cè)試的短路電流值Isclri對(duì)應(yīng)求差，所得短路電流值即為對(duì)應(yīng)每次N-1模式下缺失的單波段光源的短路電流Iscm，確保每種波段LED均只能有一次不被觸發(fā)；
Iscm=Iscn-1scn^; (4)利用標(biāo)準(zhǔn)電池測(cè)得N種波段光源同時(shí)被觸發(fā)時(shí)的短路電流Ischeff，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)電池已知的絕對(duì)光譜響應(yīng)R( λ )KEF，根據(jù)如下公式:
Jsc= I R(A)XS(A) (1入(I)
Isc=Jsc XA(2)
其中R(A)---光譜響應(yīng)度，單位A/W;
S(A)---光譜福照度分布，單位W/m2/nm ；
A-被測(cè)對(duì)象有效受光面積，單位cm2;
得知N種波段光源同時(shí)被觸發(fā)時(shí)的光譜輻照度S(A)n;
在N-1模式下對(duì)應(yīng)測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)電池的短路電流Iscn_1KEF，所缺失波段對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電池的短路電流為IscmKEF=IscnKEF-1scn_1KEF，同上述步驟依次可知N-1模式下各單波段光源的光譜福照度
S(入)?-1;
根據(jù)已得到單種光源分別對(duì)應(yīng)的光譜輻照度S( λ )n_i，由于光輸出是均勻分布，因此可認(rèn)為到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)電池的光譜輻照度是一致的，因此根據(jù)步驟(3)中所得被測(cè)對(duì)象在N-1模式下的短路電流Iscm，根據(jù)上述公式(I)和(2)，對(duì)應(yīng)求得被測(cè)對(duì)象在不同單波段光源的絕對(duì)光譜響應(yīng)度R(A)。
[0007](5)將步驟(4)所得的R(A)與標(biāo)準(zhǔn)AML 5G太陽輻射光譜分布S( λ )，根據(jù)步驟
(4)所述公式(I)和(2)相乘并積分可以得到短路電流密度Jsc，再乘以被測(cè)對(duì)象的有效受光面積A即可得到短路電流Isc ;
(6)根據(jù)步驟(5)計(jì)算所得被測(cè)對(duì)象的Isc，通過調(diào)整N種波段光源光輸出總能量，確保被測(cè)對(duì)象的Iscm值為上述計(jì)算得到的Isc，再通過負(fù)載調(diào)制即可得到其余電性能參數(shù)，完成太陽電池或電池組件的電性能測(cè)試。
[0008]本發(fā)明所述的太陽電池及太陽電池組件的電性能測(cè)試方法，所述光源的波段范圍為280nm-1700nm之間的任意組合。
[0009]本發(fā)明所述的太陽電池及太陽電池組件的電性能測(cè)試方法，所述各波段光源在以N-1模式觸發(fā)時(shí)各個(gè)被觸發(fā)的單波段光源為恒流控制模式或各被觸發(fā)的單波段光源在其觸發(fā)時(shí)輸出的光能量保持恒定。
[0010]本發(fā)明所述的太陽電池及太陽電池組件的電性能測(cè)試方法，所述光源為固態(tài)LED光源。
[0011]本發(fā)明所述的太陽電池及太陽電池組件的電性能測(cè)試方法，通過采用N種單波段光源，利用標(biāo)準(zhǔn)電池在N種光源同時(shí)被觸發(fā)和N-1模式觸發(fā)的兩種情況下，測(cè)試計(jì)算出被測(cè)對(duì)象的短路電流，通過與測(cè)值進(jìn)行比較確定輻照度差異，調(diào)整測(cè)試短路電流與計(jì)算得出的短路電流相等時(shí)，可得到其余電性能參數(shù)，以此完成太陽電池或電池組件的電性能測(cè)試。本發(fā)明所述的太陽電池及太陽電池組件的電性能測(cè)試方法步驟簡(jiǎn)單，易于操作，測(cè)試過程中去除了標(biāo)準(zhǔn)太陽電池或標(biāo)準(zhǔn)太陽電池組件對(duì)設(shè)備的校準(zhǔn)過程，對(duì)測(cè)試設(shè)備的光譜匹配要求降低甚至無要求，生產(chǎn)廠家或企業(yè)無需頻繁將太陽電池或太陽電池組件送樣至第三方權(quán)威實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定，節(jié)省校準(zhǔn)成本，同時(shí)也節(jié)省了保存標(biāo)準(zhǔn)太陽電池或標(biāo)準(zhǔn)太陽電池組件的費(fèi)用，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確，適于推廣使用。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明所述的一種太陽電池及太陽電池組件的電性能測(cè)試方法，包括如下步驟:
(1)選擇N種單波段的光源(N為不小于I的自然數(shù))，使各波段光源在測(cè)試區(qū)域內(nèi)光輻射能量分布呈均勻分布，且N種單波段光源全部波段的光輻射能量也呈均勻分布；
(2)控制N種單波段光源同時(shí)觸發(fā)，測(cè)得被測(cè)太陽電池或電池組件的短路電流Iscn;
(3)將N種不同單波段的光源以N-1的方式組合，公式為C(N，I)，分別以N-1任意組合的方式依次觸發(fā)N次，依次分別用N種單波段光源同時(shí)觸發(fā)得到的短路電流值1%?與N-1模式下測(cè)試的短路電流值Isclri對(duì)應(yīng)求差，所得短路電流值即為對(duì)應(yīng)每次N-1模式下缺失的單波段光源的短路電流Iscm，確保每種波段LED均只能有一次不被觸發(fā)；
Iscm=Iscn-1scn^;
(4)利用標(biāo)準(zhǔn)電池測(cè)得N種波段光源同時(shí)被觸發(fā)時(shí)的短路電流