[發(fā)明專利]兩端式疊層太陽(yáng)電池激光損傷效應(yīng)分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810367553.9
• 申請(qǐng)日: 2018-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108599726B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竇鵬程;馮國(guó)斌;張檢民;師宇斌;李云鵬;徐作冬;張震
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北核技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H02S50/15
• 分類號(hào): H02S50/15
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

本發(fā)明提供了一種兩端式疊層太陽(yáng)電池激光損傷效應(yīng)分析方法，以解決現(xiàn)有分析方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)子PN結(jié)性能定量分析的問(wèn)題。首先獲取待研究?jī)啥耸蒋B層太陽(yáng)電池的暗光譜響應(yīng)與外量子效率譜，然后建立子PN結(jié)并聯(lián)電阻的線性方程組并對(duì)其求解，分析激光損傷前后各子PN結(jié)并聯(lián)電阻變化情況，結(jié)合其與PN結(jié)內(nèi)部物理量的聯(lián)系，對(duì)兩端式疊層太陽(yáng)電池內(nèi)部損傷進(jìn)行分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種兩端式疊層太陽(yáng)電池激光損傷效應(yīng)分析方法。

背景技術(shù)

兩端式疊層太陽(yáng)電池是一種高效太陽(yáng)電池，其是通過(guò)將若干不同材料的單結(jié)電池串聯(lián)而成，以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光譜的高效利用，提高其轉(zhuǎn)換效率。

目前對(duì)于兩端式疊層太陽(yáng)電池激光損傷情況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)的方法主要有兩種：

第一種：利用器件在光照條件下的I-V特性計(jì)算得到開(kāi)路電壓、短路電流、最大輸出功率以及填充因子等參數(shù)，從而對(duì)器件性能損傷情況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)；

第二種：利用量子效率譜、電致發(fā)光譜等手段，分析子PN結(jié)性能變化情況，進(jìn)而對(duì)子PN結(jié)的易損特性進(jìn)行定性分析。2014年，任攀等人通過(guò)此兩種手段，實(shí)現(xiàn)了三結(jié)GaAs太陽(yáng)電池子PN結(jié)高溫下的易損特性分析，參見(jiàn)文獻(xiàn)“任攀,吳凌遠(yuǎn),王偉平,等.高溫導(dǎo)致三結(jié)太陽(yáng)電池電致發(fā)光譜變化[J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展,2014,51(12):121602.(REN Pan,WULingyuan,WANG Weiping.Change of Electroluminescence Spectra of Solar CellsCaused by Heating[J].Laser&Optoelectronics Progress.2014,51(12):121602.)”。

以上方法均存在一定不足：第一種方法無(wú)法對(duì)子PN結(jié)的性能進(jìn)行分析；第二種方法雖然可以得到子PN結(jié)易損特性，但無(wú)法對(duì)其進(jìn)行定量描述。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供了一種基于暗光譜響應(yīng)的兩端式疊層太陽(yáng)電池激光損傷效應(yīng)分析方法，可用于對(duì)激光輻照前后器件子PN結(jié)并聯(lián)電阻進(jìn)行計(jì)算分析，以解決現(xiàn)有分析方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)子PN結(jié)性能定量分析的問(wèn)題。

本發(fā)明的基本原理構(gòu)思是：

首先獲取待研究?jī)啥耸蒋B層太陽(yáng)電池的暗光譜響應(yīng)與量子效率譜，然后建立子PN結(jié)并聯(lián)電阻的線性方程組并對(duì)其求解，分析激光損傷前后各子PN結(jié)并聯(lián)電阻變化情況，結(jié)合其與PN結(jié)內(nèi)部物理量的聯(lián)系，對(duì)兩端式疊層太陽(yáng)電池內(nèi)部損傷進(jìn)行分析。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

本發(fā)明提供的兩端式疊層太陽(yáng)電池激光損傷效應(yīng)分析方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

1)測(cè)量激光輻照前后，兩端式疊層太陽(yáng)電池子PN結(jié)吸收波段內(nèi)暗光譜響應(yīng)特性；所述暗光譜響應(yīng)特性包括最大響應(yīng)開(kāi)路電壓、最大響應(yīng)短路電流以及對(duì)應(yīng)暗量子效率；

設(shè)定激光輻照前后，最大響應(yīng)開(kāi)路電壓分別為V_i和V_i′、最大響應(yīng)短路電流分別為I_i和I_i′，對(duì)應(yīng)暗量子效率為DEQE_i和DEQE_i′；

其中，i代表子PN結(jié)的序號(hào)，i＝1,2，···，n；

2)測(cè)量激光輻照前后，兩端式疊層太陽(yáng)電池子PN結(jié)吸收波段內(nèi)最大外量子效率,分別記為EQE_i和EQE_i′；

3)結(jié)合步驟1)與步驟2)中測(cè)量結(jié)果，依據(jù)下式，分別建立激光輻照前后，子PN結(jié)并聯(lián)電阻的線性方程組，具體如下：