[發明專利]一種太陽能電池損耗參數測量分析系統及使用方法

有效

• 申請號: 201810181884.3
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108462469B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 魏一;楊希川;強效銘;李津龍;范海嘯;方勝利;林苡任
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H02S50/15
• 分類號: H02S50/15
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 蓋小靜

一種太陽能電池損耗參數測量分析系統及使用方法，包括測試光源、凸透鏡、斬波器、單色儀、濾光系統及暗箱；暗箱內有標準樣品測試臺、積分球、溫控樣品室，且溫控樣品室與濾光系統共線；濾光系統與暗箱之間設有兩條導軌；導軌分別固定有第一反光鏡與第二反光鏡、第三反光鏡與第四反光鏡；當導軌滑動至第一反光鏡與溫控樣品室共線時，第二反光鏡的反射光線射入標準樣品測試臺；當導軌滑動至第三反光鏡與溫控樣品室共線時，第四反光鏡的反射光線射入積分球；標準樣品測試臺、積分球、溫控樣品室及斬波器分別通過鎖相放大器與控制系統相連。本發明可對標準太陽能電池板與待測太陽能電池板測量，無需更換測量樣品，同時可得到反射率、量子效率等參數。

技術領域

本發明涉及太陽電池參數測量系統及使用方法，尤其是一種太陽能電池損耗參數測量分析系統及使用方法。

背景技術

隨著光伏產業的迅速發展，太陽電池成本不斷下降，光伏發電成為取代傳統化石能源、緩解能源危機的一個有效途徑。由于當前工業生產工藝水平的限制，目前大批量生產的電池器件仍存在不同程度的電學損耗問題，與轉換效率的理論極限有差距。因此，如何通過表征測量準確找到電池損耗發生的原因，也就找到了提高電池轉換效率的關鍵。太陽電池的量子效率是衡量太陽電池器件性能的一個關鍵指標。通過在一定波段中單色光掃描下對太陽能電池的短路電流的測量，可得出相對應的量子效率，以反映出其在不同波長下的光電轉換效率。然而，常規的太陽電池表征方法，其測得的結果只能籠統地反饋整個電池器件的性能，為各種損耗效應的綜合積累的結果，卻無法獲得太陽電池損耗的具體原因。因此也就難于有針對性地改進電池制備技術。進而，結合反射率、I-V特性曲線，分析電池器件不同界面、體材中的載流子的復合行為，發現電池損耗發生的區域，對電池制備工藝的改進、結構設計有指導意義。

其次，現有的大多數測試平臺設計多為單光路系統，只能得出待測樣品的某一量子效率的數據，而并不能同時在同一實驗條件下獲得、并處理電池的其他相關數據，比如表面反射率、開路電壓、短路電流、填充因子,以及溫度對于太陽能電池的影響；更不具備分析模塊與圖形處理模塊對測量結果分析反饋出電池損耗的原因。對于量子效率與IV測試部分，雖已有交流法、多步法等測量途徑，但這些方法中仍然需要將標準樣品與待測樣品分別測量，無法排除替換樣品或時間上的先后順序導致在測量過程環境變化帶來的系統影響。此外，不同光照、溫度環境對電池性能的影響，是在不同地區人們選用太陽能電池的考慮因素。傳統測試系統不具有相應的測量結構和設計，無法實現關于溫度差異對太陽能電池量子效率等參數的影響，這也是存在的一個缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種既可對太陽能電池板的量子效率進行測量又可對其表面反射率、開路電壓、短路電流、填充因子等參數進行測量及分析的太陽能電池損耗參數測量分析系統及使用方法。