[發明專利]一種基于電化學阻抗譜測試分析太陽電池理想因子的方法

有效

• 申請號: 201810496363.7
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108804774B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 王鼎;王磊;潘武淳;倪豪逸;張臻
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;張賞

本發明公開了一種基于電化學阻抗譜測試分析太陽電池理想因子的方法，包括以下步驟：(1)在太陽電池上施加不同的正向偏壓V，對其進行電化學阻抗譜測試以獲得不同偏壓下的電化學阻抗譜圖譜；(2)利用ZView軟件構建太陽電池等效電路并擬合實驗測得的電化學阻抗圖譜，確定等效電路中化學電容C_μ的電學參數；(3)繪制V和C_μ的曲線圖，由圖確定化學電容與直流偏壓成指數關系的適用條件，進而擬合正向V和lnC_μ的曲線，得到太陽電池的理想因子。本發明采用電化學阻抗譜方法，實現對電池片的無損測試，結合阻抗譜擬合結果，通過公式能夠直接計算出太陽電池的理想因子，提高了計算的精度，使得準確分析太陽電池的理想因子變得簡便。

技術領域

本發明涉及一種基于電化學阻抗譜測試分析太陽電池理想因子的方法，屬于太陽電池參數提取技術領域。

背景技術

光伏發電是解決目前能源緊缺和環境污染的重要途徑，而太陽電池是光伏發電系統中的重要組成部分，因此研究反映太陽電池性能優劣的太陽電池參數就尤為重要。太陽電池理想因子是衡量太陽電池性能的重要依據，表征太陽電池中電流-電壓特性的非理想性行為。

目前，已有的太陽電池理想因子的確定方法通常比較復雜，例如五點法、CC法、電導法等，它們雖能較為精確的求得理想因子值，但是存在計算復雜，過程繁瑣的缺點。也有人利用太陽電池輸出特性方程擬合實際測得的太陽電池I-V曲線的方法求解太陽電池參數，雖然簡便，但易導致擬合結果誤差較大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種基于電化學阻抗譜測試分析太陽電池理想因子的方法，采用電化學阻抗譜方法，實現對電池片的無損測試，結合阻抗譜擬合結果，通過公式能夠直接計算出太陽電池的理想因子，提高了計算的精度，使得準確分析太陽電池的理想因子變得簡便。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于電化學阻抗譜測試分析太陽電池理想因子的方法，包括以下步驟：

1)選擇一片晶硅太陽電池片；

2)在步驟1)所選擇的太陽電池片上施加不同的正向直流偏壓V，使用電化學工作站對所選擇的太陽電池片進行阻抗譜測試，得到不同正向直流偏壓下太陽電池片的電化學阻抗圖譜；在測試過程中，采用幅值為5～20mV，頻率范圍為1Hz到1MHz的小振幅交流電壓，作為擾動；

3)采用ZView軟件建立太陽電池片等效電路模型，對步驟2)測試得到的電化學阻抗圖譜進行擬合，得到不同正向直流偏壓下等效電路中化學電容C_μ；

4)擬合正向直流偏壓V和化學電容C_μ的曲線圖；

5)根據步驟4)所擬合的曲線圖，確定化學電容與直流偏壓成指數關系的偏壓起始值V₁，

6)利用化學電容與直流偏壓的指數關系式確定一次關系式lnC_μ＝aV+b，擬合正向直流偏壓V和lnC_μ在V₁到太陽電池片開路電壓V_oc的線性曲線圖，得出斜率a；

7)根據a計算太陽電池片理想因子A。

前述的步驟2)中，正向直流偏壓V的范圍為從零到太陽電池片的開路電壓V_oc。

前述的步驟3)中，ZView軟件建立的等效電路模型為一個電容C_μ與一個電阻R_r并聯后與另一電阻R_s串聯所組成，其中，R_r為復合電阻，R_s為串聯電阻。

前述的擬合過程如下：