[發明專利]一種太陽能電池衰減測試模擬光源裝置及方法

有效

• 申請號: 201210099995.2
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102636758A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 孫良欣;夏文斌;劉小龍
• 申請（專利權）人: 吉陽設備（海安）有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池衰減測試模擬光源裝置及方法，屬于光伏技術領域。

背景技術

光照會使電池性能不斷衰減，最后達到飽和值：光照或電流注入導致硅片中的硼和氧形成硼氧復合體，從而使少子壽命降低，引起電池轉換率下降，但經過退火處理，少子壽命又可被恢復，其可能的反應為Bs+2Oi→BsO2i????BsO2i→Bs+2Oi；

對電池片進行先前光照衰減，光伏組件輸出功率的衰減可分為兩個階段：

第一個階段，可以把它稱作初始的光致衰減，第一個階段即光伏組件的輸出功率在剛開始使用的最初幾天內發生較大幅度的下降，但隨后趨于穩定。導致這一現象發生的主要原因是P型(摻硼)晶體硅片中的硼氧復合體降低了少子壽命。

第二個階段，可以把它稱作組件的老化衰減，第二個階段即在長期使用中出現的極緩慢的功率下降，產生的主要原因與電池緩慢衰減有關，也與封裝材料的性能退化有關。

為什么光致衰減現象又被關注；P型(摻硼)的太陽電池的光致衰減現象是在七十年發現的，為什么近期光伏產業界和研究機構又對此產生了較大的關注呢？其主要原因是由于光致衰減導致的一些光伏組件的功率下降幅度遠遠超出了客戶所能接受的范圍，這就使組件制造商面臨著潛在的賠償風險。

導致光伏組件功率出現早期下降的主要原因有：

(一)硅片質量差，導致電池出現較大幅度的初始光致衰減；

(二)組件制造工藝不合理，出現諸如電池片隱裂、EVA交聯度不好、脫層、焊接不良等質量問題；

(三)一些組件制造商功率測試不準確或有意在輸出功率上虛報。

一.P型(摻硼)晶體硅太陽電池初始光致衰減機理：

30多年前，H.Fischer?and?W.Pschunder等人首次觀察到P型(摻硼)晶體硅太陽電池的初始光致衰減現象。

大家基本一致的看法是：光照或電流注入導致硅片中的硼和氧形成硼氧復合體，從而使少子壽命降低，引起電池轉換效率下降，但經過退火處理，少子壽命又可被恢復，其可能的反應為：

光照或電流注入Bs+Bs+2Oi少子壽命高)(少子壽命高)；

退火處理BsO2i少子壽命低)(少子壽命低)；

1、由于光伏組件的初始光致衰減是由電池的初始光致衰減導致的，對電池片進行先前的光照，使電池的初始光致衰減發生在組件制造之前；光伏組件的初始光致衰發生在組件制造之前，光伏組件的初始光致衰減就非常小了，完全可以控制在測量誤差之內。同時也大幅度的減少了光伏組件出現熱斑的幾率，提高了光伏組件的輸出穩定性，為的用戶帶來更多的效益。

2、盡管先前光照衰減是一種太陽能電池衰減測試模擬光源裝置亡羊補牢的方法，但在硅片質量沒有得到有效的改善之前，使用此方法是解決光伏組件初始光致衰減問題的有效措施。

發明內容

為了克服現有的不足，本發明提供一種太陽能電池衰減測試模擬光源裝置。

本發明解決其技術問題提供一種太陽能電池衰減測試模擬光源裝置，包括燈箱、模擬太陽燈、溫度傳感器、輻照計、制冷冷水機、冷卻管和電控面板，在燈箱內裝有模擬太陽燈、溫度傳感器、輻照計和冷卻管，在燈箱外裝有制冷冷水機，制冷冷水機由溫度傳感器控制，模擬太陽燈由輻照計控制，模擬太陽燈的光照強度為0.5～2.0kW/m2。

一種太陽能電池衰減測試模擬方法，含有以下步驟：

步驟1、在試驗和測試過程中控制光照強度、光照時間、環境溫度，光強可調，通過增加燈的數量和調節燈和臺面的距離來實現，制冷冷水機由溫度傳感器控制，模擬太陽燈由輻照計控制，模擬太陽燈的光照強度為0.5～2.0kW/m2；

步驟2、模擬組件環境下的衰減，電池片上面有透明玻璃；

步驟3、同時通氮氣和控制溫度，模擬無氧環境；

步驟4、啟動冷卻系統，實現恒溫衰減；

步驟5、以不同速度轉動圓盤，保證臺面上的電池片受到同樣條件的輻射；

步驟6、添加干燥劑，去除水汽的影響；

步驟7、測量出起始端和終了端的電參數，準算出電池片的使用壽命；

步驟8、關閉測量啟動開關，對產品的合格品進行篩選和記錄；

步驟9、將設備復歸到下一次的檢測狀態。

由于采用了特定光照強度在預定環境溫度下對太陽能電池片進行定時衰減光照試驗，只要測量出起始端和終了端的電參數，就能準算出電池片的使用壽命，在試驗和測試過程中光照強度、光照時間、環境溫度均能控制，它克服了自然光照射所存在的缺點，能使太陽能電池衰減測試設備所得測試數據重復性好，可信度高。