[發明專利]一種校準太陽能電池伏安特性曲線的方法

有效

• 申請號: 201811370674.5
• 申請日: 2018-11-17
• 公開（公告）號: CN109753678B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 韓宏偉;童昌衡;榮耀光
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種校準太陽能電池伏安特性曲線的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對太陽能電池裝配帶有不同孔徑大小的遮蔽罩，這些孔的形狀彼此相同；

(2)對所述太陽能電池進行伏安特性曲線的測試，以遮蔽罩孔徑面積為測試面積，得到不同測試面積下的短路電流密度數據，這些短路電流密度數據與孔徑大小一一對應；

(3)根據所述步驟(2)得到的不同測試面積下的太陽能電池的短路電流密度數據，得出多對孔徑倒數-短路電流密度值，任意一對所述孔徑倒數-短路電流密度值均包括一個孔徑值的倒數、以及一個短路電流密度值；

(4)對所述步驟(3)得到的所述多對孔徑倒數-短路電流密度值進行二次曲線擬合，得到短路電流密度值與孔徑倒數之間的函數關系；該函數關系是以所述孔徑倒數作為自變量，所述短路電流密度值作為因變量，該函數關系中零階擬合函數常數即為所述太陽能電池的有效短路電流密度，從而得到校準后的所述太陽能電池的短路電流密度。

2.如權利要求1所述校準太陽能電池伏安特性曲線的方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述二次曲線擬合具體是基于二次擬合函數：y＝B0+B1×x+B2×x²，其中，y代表因變量，x代表自變量，B0為零階擬合函數常數，B1為一階擬合函數常數，B2為二階擬合函數常數；

所述步驟(3)中，對于所述多對孔徑倒數-短路電流密度值，所述孔徑值的倒數其單位均為mm^-1，所述短路電流密度值的單位均為mA cm^-2，相應的，B0的單位為mA cm^-2。

3.如權利要求1所述校準太陽能電池伏安特性曲線的方法，其特征在于，該方法還包括步驟：

(5)根據所述步驟(4)得到的校準后的短路電流密度計算該太陽能電池校準后的有效光電轉換效率，有效光電轉換效率η_-eff滿足：

其中，J_SC-eff為校準后的短路電流密度；V_OC為實測得到的開路電壓；FF為實測得到的填充因子；P_in為實測時輸入光的功率密度；A_ap為該太陽能電池的測試面積，即遮蔽罩孔徑面積；并且，V_OC及FF所處的測試面積保持一致；

所述步驟(2)中，所述伏安特性曲線的測試是在模擬太陽光下測試太陽能電池的電流密度與電壓特性曲線，所述模擬太陽光為一個標準太陽光；除了得到不同測試面積下的太陽能電池的短路電流密度數據外，得到的實測數據還包括開路電壓、短路電流、峰值功率、峰值功率電流、峰值功率電壓、填充因子、能量轉化效率中的至少一種。

4.如權利要求1所述校準太陽能電池伏安特性曲線的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述孔均為正方形孔或者均為圓形孔；這些孔用于暴露的太陽能電池上的區域均位于太陽能電池的活性區域內，且均不超過該活性區域的范圍，這些孔的面積滿足0.001cm²～10cm²；

當所述孔均為正方形孔時，所述步驟(3)中所述孔徑值的倒數為正方形邊長值的倒數；

當所述孔均為圓形孔時，所述步驟(3)中所述孔徑值的倒數為圓形直徑值的倒數。

5.如權利要求1所述校準太陽能電池伏安特性曲線的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述太陽能電池為鈣鈦礦太陽能電池、有機薄膜太陽能電池、染料敏化太陽能電池、單晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池或納米硅太陽能電池，或者為納米光電材料制成的太陽能電池。

6.如權利要求5所述校準太陽能電池伏安特性曲線的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述鈣鈦礦太陽能電池為可印刷介觀太陽能電池，所述納米光電材料制成的太陽能電池具體為納米氧化鋅制成的太陽能電池。

7.如權利要求6所述校準太陽能電池伏安特性曲線的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述太陽能電池其活性區域的面積滿足0.1cm²～10cm²。

8.如權利要求1所述校準太陽能電池伏安特性曲線的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述遮蔽罩為不透光薄片，僅孔透光，厚度為1～20mm。