1、學(xué)習(xí)報告,測試分選工藝 2011/2/22,電池片的工作原理,電池片的工藝流程,測試分選的基礎(chǔ)和目的,測試分選的基礎(chǔ)： 太陽電池在一定溫度下接受在一定的輻照度的太陽光照射。 在接受照射的同時變化外電路負(fù)載。 流出負(fù)載的電流I和電池端電壓V的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線。 根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線由計算機(jī)軟件系統(tǒng)計算出各種電性能參數(shù) 測試分選的目的： 通過模擬太陽光照射，在標(biāo)準(zhǔn)條件下對電池片進(jìn)行測試，把不同電性能的電池片分檔,測試分選工藝原理,太陽能電池分選機(jī)專門用于太陽能單晶硅和多晶硅電池片的分選篩選。通過模擬太陽光譜光源，對電池片的相關(guān)電參數(shù)進(jìn)行測量，根據(jù)測量結(jié)果將電池片進(jìn)行分類。獨(dú)有的校正裝置，輸入補(bǔ)償參數(shù)，進(jìn)行

2、自動/手動溫度補(bǔ)償和光強(qiáng)度補(bǔ)償，具備自動測溫與溫度修正功能。主要用于單晶硅和多晶硅太陽能電池的電性能參數(shù)的分選和結(jié)果記錄。,測試分選的原理,Berger測試儀,設(shè)備各組成部件,太陽模擬器：模擬正午太陽光，照射待測電池片，通過測試電路獲取待測電池片的性能指標(biāo)。 電子負(fù)載：連接待測電池片、標(biāo)準(zhǔn)電池和溫度探頭。獲取待測電池片的電壓、電流；通過標(biāo)準(zhǔn)電池獲取光強(qiáng)信號；通過溫度探頭獲取測試環(huán)境溫度，并將這四組數(shù)據(jù)提供給采集卡做分析、處理。 控制電路：提供人機(jī)界面，和控制接口，提供操作界面和參數(shù)設(shè)定。,太陽能模擬器的組成,控制電路：實(shí)現(xiàn)氙燈閃燈控制，電容充電/放電控制。 電容充電電路：實(shí)現(xiàn)對超級電容的充電和

3、過壓保護(hù)，在程序控制下穩(wěn)定電容電壓。 氙燈高壓電路：產(chǎn)生近9千伏的高壓，點(diǎn)亮氙燈,測試設(shè)備原理圖,測試設(shè)備原理框圖,測試分選的標(biāo)準(zhǔn)條件,輻照度： 1000W/m2 溫度： 25 AM (air mass): 1.5,測試電池性能參數(shù),開路電壓 在某特定的溫度和輻射度下，光伏發(fā)電器在無負(fù)載（即開路）狀態(tài)下的端電壓。與光強(qiáng)、溫度有關(guān)。 短路電流 在某特定溫度和輻射度條件下，光伏發(fā)電器在短路狀態(tài)下的輸出電流；與電池面積、光強(qiáng)、溫度有關(guān)。 最大功率點(diǎn) 在太陽電池的伏安特性曲線上對應(yīng)最大功率的點(diǎn)，又稱最佳工作點(diǎn)。 最佳工作電壓 太陽電池伏安特性曲線上最大功率點(diǎn)所對應(yīng)的電壓。通常用Vm表示 最佳工作電流

4、太陽電池伏安特性曲線上最大功率點(diǎn)所對應(yīng)的電流。通常用Im表示,測試電池性能參數(shù),轉(zhuǎn)換效率 ：受光照太陽電池的最大功率與入射到該太陽電池上的全部輻射功率的百分比。 = Vm Im / At Pin其中Vm和Im分別為最大輸出功率點(diǎn)的電壓和電流，At為太陽電池的總面積，Pin為單位面積太陽入射光的功率。 填充因子:太陽電池的最大功率與開路電壓和短路電流乘積之比，通常用FF表示： FF = ImVm/ IscVoc IscVoc是太陽電池的極限輸出功率，ImVm是太陽電池的最大輸出功率，填充因子是表征太陽電池性能優(yōu)劣的一個重要參數(shù)。 電流溫度系數(shù)：在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，被測太陽電池溫度每變化1oC ，

5、太陽電池短路電流的變化值，通常用表示。對于一般晶體硅電池 = + 0.1%/oC。 電壓溫度系數(shù):在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，被測太陽電池溫度每變化1oC ，太陽電池開路電壓的變化值，通常用表示。對于一般晶體硅電池 = - 0.38%/oC。,測試電池性能參數(shù),10. 串聯(lián)電阻,Rs=rmf+rc1+rt+rb+rc2+rmb,測試電池性能參數(shù),并聯(lián)電阻：指太陽能電池內(nèi)部的、跨連在電池兩端的等效電阻 并聯(lián)電阻小可能由于： 邊緣漏電（刻蝕未完全、印刷漏漿） 體內(nèi)雜質(zhì)和微觀缺陷 PN結(jié)局部短路（擴(kuò)散結(jié)過淺、制絨角錐體顆粒過大）,影響性能參數(shù)的因素,發(fā)光強(qiáng)度（輻射度） 溫度 光譜分布,1.發(fā)光強(qiáng)度,Isc與

6、發(fā)光強(qiáng)度成正比， 而Voc的變化與發(fā)光強(qiáng)度成 對數(shù)關(guān)系 原因：輻射度的改變， 則進(jìn)入太陽能電池的光子 數(shù)目改變，相應(yīng)激發(fā)的電 子數(shù)目就改變,2.溫度,電池溫度升高，開路電壓減 小，短路電流有輕微的上升 電壓的變化與電池溫度呈線 性比例關(guān)系,2.溫度,電池溫度對Voc的影響 -2.4mV/series cell 電池溫度對Isc的影響 +1520A/cm2/ 電池溫度對Pmax的影響 -0.45%/,3. 光譜分布,光譜分布：光的能量以 不同的波長和顏色傳播的 分布圖 在大氣層外的太陽光光 譜分布接近于6000黑體 光譜分布,3.光譜分布,電池電性能測試I-V曲線,3.光譜分布,太陽電池的能量來

7、源是來自太陽光，因此太陽光的強(qiáng)度與光譜就決定了太陽電池的輸出功率。有關(guān)太陽關(guān)的強(qiáng)度與光譜，可以用光譜照度來表示，也就是每單位波長每單位面積的光照功率，單位為W/m2m.而太陽光的強(qiáng)度則為所有波長之光譜照度的總和，單位W/m2。 光譜照度與量測位置及太陽相對于地表的角度有關(guān)，這是因?yàn)樘栮P(guān)在抵達(dá)地面之前，會經(jīng)過大氣層的吸收和散射。位置與角度的這二項因素，一般是以所謂的空氣質(zhì)量來表示。例如，AM1代表著地表上太陽正射的情況，此狀態(tài)下的光強(qiáng)度為925 W/m2。而AM1.5則代表在地表上太陽以41.3度角入射的情況，此狀態(tài)下的光強(qiáng)度為844 W/m2。一般AM1.5 被用來代表地表上太陽的平均照度,

8、光普照度,太陽,對流層,平流層,高層大氣,宇宙真空環(huán)境,地球,大 氣 環(huán) 境,AM=1/sin=1.5,41.3,AM=1/sin =0 =90,Trash檔判斷標(biāo)準(zhǔn),反向電流Irev5.6A； 測試光強(qiáng)E范圍在9501050 測試溫度T在2327 串阻Rs0 填充因子68FF80,影響太陽電池片效率的因素,目前商業(yè)化的太陽電池之實(shí)際效率，與其理論極限還有一段差距，例如單晶硅太陽電池的理論值可以達(dá)到27%左右，但實(shí)際的商業(yè)量產(chǎn)僅為10%20%之間。造成這中間差異何在呢？ 造成轉(zhuǎn)換效率損失原因： 影響太陽電池效率的主要因素為半導(dǎo)體材料之選擇，由于每種材料之能階隙的大小與其所吸收的光譜各有不同，所

9、以每種材料有其一定的理論能量轉(zhuǎn)換效率。這個原因是因?yàn)椴牧系墓庾V接受度與太陽光線的光譜之不相契合之故，也就是說太陽電池依其材料之不同，只能吸收一定范圍內(nèi)的光譜能量。,影響太陽電池片效率的因素,反射損失：由于部分的太陽光源會自材料的表面反射掉，因而轉(zhuǎn)換效率會損失，因此尋求降低光線反射的方法，將有助于提升效率。 表面再復(fù)合損失：由光產(chǎn)生的電子-空穴對，可能會在表面產(chǎn)生再復(fù)合現(xiàn)象（也就是電子又填回空穴的位置），因此產(chǎn)生的電流變小了。這樣的損失就稱為表面再復(fù)合損失。 內(nèi)部再復(fù)合損失：如果由光產(chǎn)生的電子，由于太陽電池材料內(nèi)部的缺陷而發(fā)生產(chǎn)生再復(fù)合損失就稱為內(nèi)部再復(fù)合損失。 串聯(lián)電阻損失：太陽電池內(nèi)部或電路的電阻，會使得通過的電流產(chǎn)生的焦耳熱之串聯(lián)電阻損失。 電壓因子損失：因