[發明專利]一種基于LED陣列光源的硅太陽電池光衰裝置

在審

• 申請號: 201610144461.5
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN107204742A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 席曦;孫健剛;李果華;邵劍波
• 申請（專利權）人: 南京黛傲光電科技有限公司
• 主分類號: H02S50/15
• 分類號: H02S50/15;G01R31/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及硅太陽電池的光衰裝置，具體涉及一種基于LED陣列光源的硅太陽電池光衰爐。

背景技術

在晶體硅的制作過程中，無法避免引入少量雜質，如Fe_i⁺、Cr_i⁺；N型摻雜的硅中存在P⁺；P型摻雜的硅中存在B^-或者Ga^-；甚至摻硼P型硅中，經過光照生成的B-O⁺復合體等。這些雜質或者缺陷均會嚴重影響太陽電池的性能。這種由于光照非平衡載流子注入產生的缺陷對載流子進行復合而引起太陽電池效率下降的現象稱為光致衰減。為了測試批次硅電池的光衰特性，在光伏電池和組件的產線上都會抽檢電池片或者組件，以此為依據確定電池片或者組件的光衰數據提供給用戶。目前業界使用的光衰裝置都是以氙燈為光源。相對于LED光源，氙燈能耗大、壽命短、維護成本高、光強不可調、輻照均勻性差。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明公開了一種基于LED陣列光源的硅太陽電池光衰裝置。

本發明的有益技術效果是：

由于當硅電池或者組件暴露在一定強度的光照下就會產生光衰現象，因此在產業界就需要掌握批次硅電池片或者組件的光衰特性，以便將光衰特性告知用戶。目前業界采用的是使用氙燈（1個標準太陽，AM1.5G）對電池片進行照射，所需時間約為5個小時。本發明通過LED陣列光源在404nm或者940nm或者多個波段的組合，產生最高不低于十個標準太陽輻照光子流密度（所述標準太陽輻照光子流密度為滿足AM1.5條件），由于光強可以從0-15個太陽可調，強度遠遠大于現有技術，因此所需時間只要幾分鐘。大大提高生產效率。

相對于氙燈光源，本發明以固態發光器件LED為光源，更加穩定、廉價、長壽命，波段選擇靈活，輻照強度可調，降低了裝備制造成本和維護成本。

本發明采用了高效率且廉價的散熱方式對LED光源進行散熱，使得所產生的熱量能在很短的時間內迅速散掉，以保證整個裝置的可靠運行。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是LED陣列的示意圖。

圖3是光路匯聚系統中的光路圖。

圖4是水冷系統的示意圖。

圖5是風冷系統的示意圖。

圖6是LED陣列的驅動電源的電路結構圖。

具體實施方式

圖1是本發明的結構示意圖。本發明包括用于放置硅太陽電池的檢測臺。還包括：

一個LED光源系統，包括用于發出光線的LED陣列；LED陣列所發出的光線波長為404nm、940nm或者其他的波長或者幾種波長的組合；

一個光學匯聚系統，設置在LED陣列的發光光路上，將LED陣列發出的光線匯聚到檢測臺上的檢測區域；

一個控制器，用以修改整個裝置的溫度和濕度等參數值，同時可以控制LED陣列所發光線的輻照強度的補償值，并且對所檢測到的硅太陽電池的鈍化與缺陷等參數數據進行分析運算。控制器上還連接有鍵盤和液晶顯示屏。鍵盤用于輸入指令，通過操作鍵盤，可通過改變LED陣列中LED燈珠的驅動電流或者電壓來改變光強。并且通過操作鍵盤，可以控制整個裝置的工作狀態，實現裝置的開關或檢測結果輸出的控制。在對檢測到的數據進行分析運算后，可將結果送至液晶顯示器上顯示。

本發明還包括水冷系統和風冷系統，起到為LED光源系統散熱的作用。

圖2是LED陣列示意圖。LED陣列包括多個LED燈珠，LED燈珠間隔緊湊的排列，排列位置均勻且相鄰的LED燈珠間隔距離相等。當用一種以上的發光波段的LED燈珠組成LED陣列時，不同發光波段的LED燈珠排列位置對稱，以便在檢測區域，即輻射面上，達到各發光波段強度均勻一致的輻照。在本實施例中，具有6種發光波段的LED燈珠，相同標號的LED燈珠代表其具有相同的發光波段。6種發光波段的LED燈珠如圖2所示呈中心對稱排列。

LED陣列還需滿足的條件是，LED陣列到達檢測臺的光的最高光子流密度為不低于十倍的標準太陽條件。所述標準太陽條件為光子流密度滿足AM1.5條件。

圖3是光路匯聚系統的光路圖。光學匯聚系統包括多個透鏡和反射系統；LED陣列包括多個LED燈珠，透鏡一一對應安裝在LED燈珠前端。LED陣列所發光線穿過透鏡照射到檢測臺上的檢測區域。反射系統包括圍繞檢測臺四周設置的、反射面向內的反射鏡，用以將LED陣列所發出的大角度光線反射到檢測臺上的檢測區域。