[發(fā)明專利]一種多環(huán)境因素耦合的太陽電池性能測試系統(tǒng)

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• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113141158A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾廣根;王文武;張靜全;黎兵;李衛(wèi);武莉莉;張駿淋;趙德威;郝霞
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10;H02S50/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種多環(huán)境因素耦合的太陽電池性能測試系統(tǒng)的技術(shù)。太陽電池在不同波長的光照下，會表現(xiàn)出不同的響應(yīng)情況，即產(chǎn)生光生載流子。通過收集并分析這些光生載流子的組成與分布，可以獲得太陽電池的器件特性。構(gòu)成太陽電池的光伏材料，在不同溫度、濕度、偏壓及氣壓下，其電學(xué)與電子學(xué)性能將發(fā)生變化，最明顯的就是載流子濃度和遷移率會發(fā)生變化，進而影響太陽電池的輸出特性。本發(fā)明通過模擬真實的應(yīng)用場景，將多環(huán)境因素進行耦合構(gòu)成太陽電池測試系統(tǒng)，實現(xiàn)在變光變溫變濕度變偏壓變氣壓條件下對太陽電池輸出特性的檢測表征。本發(fā)明兼具瞬態(tài)與穩(wěn)態(tài)測試的特點，特別適合包括太陽電池在內(nèi)的光電行業(yè)的教學(xué)科研和產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽電池測試技術(shù)，特別涉及在多環(huán)境因素耦合條件下對太陽電池進行性能測試。

背景技術(shù)

太陽電池屬于可再生能源領(lǐng)域，目前受到國家大力的支持，我國已持續(xù)多年引領(lǐng)該行業(yè)的發(fā)展。在太陽電池所有性能測試中，輸出性能的測試分析尤為重要，IEC/UL等行業(yè)組織均給出了標準化的測試方案。比如IEC61215-2016，詳細地規(guī)定了太陽電池組件的測試規(guī)范。在這些規(guī)范中，大部分采用單因素變量的方式進行測試。而太陽電池在戶外所承受的環(huán)境千變?nèi)f化，通過模擬這些因素的耦合，進而分析在多環(huán)境因素條件下太陽電池的性能變化，是教學(xué)科研與生產(chǎn)應(yīng)用中的最直接、最綜合的測試表征手段。

本發(fā)明基于以上的測試構(gòu)思和技術(shù)背景，全面考察了影響太陽電池輸出特性的外部環(huán)境因素，在調(diào)研并分析科學(xué)與技術(shù)層面的可行性基礎(chǔ)上，提出了多環(huán)境因素耦合的太陽電池性能測試系統(tǒng)的發(fā)明創(chuàng)造，通過引入配置有外接真空系統(tǒng)、工作氣體、光纖和加濕系統(tǒng)的密閉腔體，同時集成帶準直器且波長和功率可調(diào)的激光，在光路上安裝轉(zhuǎn)速可調(diào)的斬光器，另外設(shè)計了能夠進行溫度調(diào)節(jié)、外接偏壓調(diào)節(jié)并能進行XYZ方向獨立精細移動的測試臺，最終發(fā)明出能夠通過程序聯(lián)動調(diào)節(jié)激光波長、激光強度、斬光器轉(zhuǎn)速、測試臺溫度、測試臺移動方式及速度、測試臺濕度、偏壓及氣壓的多環(huán)境因素耦合的太陽電池性能測試系統(tǒng)。

本發(fā)明所提出的太陽電池性能測試技術(shù)，突破了傳統(tǒng)光譜響應(yīng)測試的單一性，簡化了激光束誘導(dǎo)電流測試的復(fù)雜性，同時拓展了電流電壓輸出特性測試的范圍，通過特定程控裝置的設(shè)定，兼具瞬態(tài)與穩(wěn)態(tài)的測試方案，特別適合包括太陽電池在內(nèi)的光電行業(yè)的教學(xué)科研和產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，是設(shè)計出一種能夠耦合多種環(huán)境因素對太陽電池的性能進行綜合測試分析的系統(tǒng)技術(shù)。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

整個多環(huán)境因素耦合的太陽電池性能測試系統(tǒng)核心部件為密閉的腔體，腔體外接有真空系統(tǒng)與工作氣體，實現(xiàn)氣壓的調(diào)節(jié)，同時外接有光纖以及加濕系統(tǒng)。所用的光為激光，波長分布從紫外波段到紅外波段，功率可調(diào)，光纖帶準直器，通過調(diào)節(jié)光路中的斬光器轉(zhuǎn)速實現(xiàn)照射時間的調(diào)整，達到瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)的測試要求，光照射在太陽電池表面的光斑面積大小可調(diào)。放置太陽電池的測試臺位于密閉的腔體內(nèi)，可以進行溫度調(diào)節(jié)，同時外接偏壓電源，并能進行XYZ方向的獨立精細移動。上述激光波長、激光強度、斬光器轉(zhuǎn)速、測試臺溫度、測試臺移動方式及速度、腔體內(nèi)濕度、太陽電池所接偏壓及所處氣壓能夠通過程序聯(lián)動調(diào)節(jié)，達到太陽電池多因素耦合測試性能的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種多環(huán)境因素耦合的太陽電池性能測試系統(tǒng)的技術(shù)示意圖，其中：1為上蓋，2為光纖，3為真空抽氣裝置，4為工作氣體入口，5為加濕系統(tǒng)入口，6為腔體主體，7為外接電源，包括偏壓電源，8為測試信號線，9為光纖準直器，10為斬光器，11為可以XYZ方向移動的測試臺，12為斬光器支架。

具體實施方式