一種太陽能電池組件弱光性能的測試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽能電池的測試方法，具體涉及一種太陽能電池組件弱光性能的測試方法。該測試方法首先測試光強為1000W/m2時的最大輸出功率，以及設置有濾光裝置鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)條件下的太陽能電池組件的最大輸出功率和光強，然后根據(jù)公式η=Pmax/（S×1000W/m2）×100%獲得不同條件下的太陽能電池組件的轉(zhuǎn)化效率，進而獲得不同光強下的弱光表現(xiàn)，最終根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪制出弱光性能曲線。本發(fā)明的測試方法采用鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)作為濾光裝置，具有良好的弱光效果，通過改變鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)的層數(shù)可任意控制光強，且光譜均勻、無失配現(xiàn)象，簡單易操作。
【專利說明】—種太陽能電池組件弱光性能的測試方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能電池的測試方法，具體涉及一種太陽能電池組件弱光性能的測試方法。
【背景技術】
[0002]太陽能電池板在微弱的光強度下仍能將光能轉(zhuǎn)化成電能的性能，即為太陽能電池板的弱光性能。太陽能電池組件弱光性能的好壞可直接反映出太陽能電池的暗電流、PN結漏電等情況，并直接影響到組件的應用表現(xiàn)和光伏系統(tǒng)發(fā)電量，對提升電池性能具有非常重要的意義。薄膜太陽能電池的技術優(yōu)勢之一就是具有優(yōu)良的弱光性能和更寬的光譜響應范圍，為了全面掌握太陽能電池組件運行中的表現(xiàn)，并為進一步提高組件性能提供參考數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測組件的弱光表現(xiàn)成為必要。
[0003]目前，弱光性能的測試只能在太陽能模擬器上實現(xiàn)，且需要滿足光強可自由控制和保證光譜無失配現(xiàn)象條件。所謂光譜無失配現(xiàn)象，是指光強減弱后獲得的光譜和光強1000ff/m2時的光譜保持一致。當前，世界上僅有幾家權威多光源太陽能模擬器廠家的設備能夠進行弱光測試，且在測試過程中保證光譜無失配，該種多光源太陽能模擬器的光強調(diào)節(jié)主要是通過控制光源開關數(shù)量或采用濾光片遮擋光源來實現(xiàn)的，光譜控制則是通過中性濾光片和勻光板來實現(xiàn)；但是，測試設備價格昂貴，且光譜的均勻性無法得到很好的保證。而國內(nèi)的太陽能模擬器主要是通過主板的電流或電壓驅(qū)動，來擬合各種光照條件下的弱光曲線，得到的曲線僅能作為參考，并不能得到1-V數(shù)據(jù)(1-V測試過程中掃描點的原始數(shù)據(jù))；弱光曲線僅靠擬合獲得，無實際意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種簡單、成本低廉的太陽能電池組件弱光性能的測試方法，通過在太陽能模擬器表面設置濾光裝置來實現(xiàn)弱光條件和光強控制，并保證光譜無失配現(xiàn)象。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn):一種太陽能電池組件弱光性能的測試方法，包括如下步驟:
[0006](I)選擇太陽能模擬裝置，采用電學測試裝置測試太陽能電池組件在光強為1000ff/m2時的最大輸出功率；所述太陽能模擬裝置包括光源和勻光板；
[0007](2)分別以一層或一層以上鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)作為濾光裝置設置在太陽能模擬裝置的光源和太陽能電池組件之間，采用光學測試裝置分別測試在設置一層或一層以上鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)時的光強，采用電學測試裝置分別測試太陽能電池組件在設置一層或一層以上鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)時的最大輸出功率；一般情況下，電學測試裝置是太陽能模擬裝置自帶；
[0008](3)根據(jù)公式n=Pmax/ (SX 1000W/m2) X 100%依次得出太陽能電池組件在上述步驟(I)、步驟(2)的不同條件下對應的轉(zhuǎn)化效率；其中，η為太陽能電池組件的轉(zhuǎn)化效率，S為太陽能電池組件的面積，單位為m2，Pfflax為太陽能電池組件的最大輸出功率，單位為W ；
[0009](4)根據(jù)公式E= η / η。依次得出太陽能電池組件在上述步驟(I)、步驟(2 )的不同條件下對應的弱光表現(xiàn)，其中Htl為光強1000W/m2時的太陽能電池組件的轉(zhuǎn)化效率；太陽能電池組件的弱光表現(xiàn)就是該組件在弱光條件下的實際轉(zhuǎn)化效率與STC標準測試條件(光強1000W/m2)下的轉(zhuǎn)化效率的百分比；
[0010](5)根據(jù)以上所得光強數(shù)據(jù)和弱光表現(xiàn)數(shù)據(jù)，繪制弱光表現(xiàn)-光強數(shù)值曲線。
[0011]所述步驟(2)中的鐵絲網(wǎng)可以設置于太陽能電池組件的后方、太陽能模擬裝置的勻光板的表面或太陽能模擬裝置的光源的前方。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟(2)中的鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)的目數(shù)可以是20-80目；目數(shù)大時，要達到相同的弱光效果，覆蓋的鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)的層數(shù)就需要相應減少。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟(2)中的光學測試裝置可以是光譜輻照計。
[0014]一般情況下，所述步驟(2)中的電學測試裝置是太陽能模擬裝置自帶的1-V掃描系統(tǒng)，通過該掃描系統(tǒng)可以測得太陽能電池組件的輸出電流1、輸出電壓V和輸出功率P。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的太陽能電池組件弱光性能的測試方法具有以下優(yōu)點:
[0016](I)本發(fā)明的測試方法采用鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)作為濾光裝置，具有良好的弱光效果，通過改變鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)的層數(shù)可任意控制光強，且光譜均勻、無失配現(xiàn)象；
[0017](2)本發(fā)明的測試方法簡單、易操作，可使用任意種類的太陽能模擬裝置，成本低廉，且可實現(xiàn)對太陽能電池組件的實時監(jiān)測；
[0018](3)本發(fā)明的測試方法獲得的弱光表現(xiàn)-光強數(shù)值曲線可很好的反映太陽能電池組件的弱光性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是設置不同濾光裝置時的光強與1000W/m2光強的比值圖；
[0020]圖2是設置不同濾光裝置時的光譜與無濾光裝置時的光譜的匹配圖；
[0021]圖3是本發(fā)明的實施例1得到的弱光表現(xiàn)-光強數(shù)值曲線圖；
[0022]圖中，O表示1000W/m2,1表示鉛鐵I層,2表示鉛鐵2層,3表示不銹鋼
[0023]I層,4表不不銹鋼2層,5表不黃銅I層，6表不黃銅2層。
【具體實施方式】
[0024]下面通過實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步詳細的說明，但不限于本實施例的內(nèi)容。
[0025]實施例1
[0026](I)采用nisshinbo雙光源臥式太陽能模擬器，測試面積為1.43m2的太陽能電池組件，得到光強為1000W/m2時的最大輸出功率為125瓦；
[0027](2)分別以一層和二層不銹鋼絲網(wǎng)作為濾光裝置設置在太陽能模擬器的勻光板的表面，采用光譜輻照計分別測試得到在覆蓋一層和二層不銹鋼絲網(wǎng)時的光強為800W/m2和406W/m2，通過太陽能模擬器的1-V掃描系統(tǒng)分別測試得到太陽能電池組件在覆蓋一層和二層不銹鋼絲網(wǎng)時的最大輸出功率為98瓦和47.5瓦；[0028](3)根據(jù)公式n=pmax/ (SX 1000W/m2) X 100%依次得出太陽能電池組件在上述步驟(I)、步驟(2)的不同條件下對應的轉(zhuǎn)化效率:光強為1000W/m2時為8.75%，覆蓋一層不銹鋼絲網(wǎng)時為8.5%，覆蓋二層不銹鋼絲網(wǎng)時為8.3% ；
[0029](4)根據(jù)公式E= η / η。依次得出太陽能電池組件在上述步驟(I)、步驟(2 )的不同條件下對應的弱光表現(xiàn):覆蓋一層鐵絲網(wǎng)時98%，覆蓋二層鐵絲網(wǎng)時為95% ；
[0030](5)根據(jù)以上所得的相互對應的光強數(shù)據(jù)和弱光表現(xiàn)數(shù)據(jù)，繪制弱光表現(xiàn)-光強數(shù)值曲線，并結合弱光表現(xiàn)數(shù)據(jù)通過二次插值方式進行擬合，最終得到如圖3所示的曲線。
[0031]對比例I
[0032]為確認采用鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)作為濾光裝置的弱光效果和能否保證光譜無失配現(xiàn)象，進行試驗驗證對比。
[0033]分別以I層鉛鐵絲網(wǎng)、2層鉛鐵絲網(wǎng)、I層黃銅絲網(wǎng)、2層黃銅絲網(wǎng)、I層不銹鋼絲網(wǎng)和2層不銹鋼絲網(wǎng)作為濾光裝置設置在太陽能模擬器上進行光強和光譜測試，并與無濾光裝置時的光強(1000W/m2)和光譜進行比較，判斷設置不同濾光裝置時的光強減弱情況和設置不同濾光裝置時的光譜與無濾光裝置時的光譜是否匹配。參見圖1，圖1給出了設置不同濾光裝置時的光強與1000W/m2光強的比值圖，從圖中可以看出鉛鐵絲網(wǎng)、不銹鋼絲網(wǎng)和黃銅絲網(wǎng)作為濾光裝置都具有弱光效果，三者之中鉛鐵絲網(wǎng)的弱光效果最好，不銹鋼絲網(wǎng)次之；參見圖2和表1，圖2給出了設置不同濾光裝置時的光譜與無濾光裝置時的光譜的匹配圖，圖中灰色區(qū)域代表AMl.5標準條件，表I列出了與圖2相應的設置不同濾光裝置時的光譜與無濾光裝置時的光譜數(shù)據(jù)，從圖2和表I中可以看出鉛鐵絲網(wǎng)和不銹鋼絲網(wǎng)作為濾光裝置時的光譜與無濾光裝置時的光譜匹配較好。
[0034]表1:設置不同濾光裝置時的光譜與無濾光裝置時的光譜匹配數(shù)據(jù)。
[0035]
【權利要求】
1.一種太陽能電池組件弱光性能的測試方法，其特征在于包括如下步驟: (1)選擇太陽能模擬裝置，采用電學測試裝置測試太陽能電池組件在光強為IOOOW/m2時的最大輸出功率；所述太陽能模擬裝置包括光源和勻光板； (2)分別以一層或一層以上鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)作為濾光裝置設置在太陽能模擬裝置的光源和太陽能電池組件之間，采用光學測試裝置分別測試在設置一層或一層以上鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)后的光強，并采用電學測試裝置分別測試太陽能電池組件在設置一層或一層以上鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)后的最大輸出功率； (3)根據(jù)公式n=Pmax/(SX 1000W/rtf) X 100%依次得出太陽能電池組件在上述步驟(I)、步驟(2)的不同條件下對應的轉(zhuǎn)化效率；其中，η為太陽能電池組件的轉(zhuǎn)化效率，S為太陽能電池組件的面積，單位為m2，Pfflax為太陽能電池組件的最大輸出功率，單位為W ； (4)根據(jù)公式E=η/Iltl依次得出太陽能電池組件在上述步驟(I)、步驟(2)的不同條件下對應的弱光表現(xiàn)，其中Hq為光強1000W/ m2時的太陽能電池組件的轉(zhuǎn)化效率； (5)根據(jù)以上所得光強數(shù)據(jù)和弱光表現(xiàn)數(shù)據(jù)，繪制弱光表現(xiàn)-光強數(shù)值曲線。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池組件弱光性能的測試方法，其特征在于步驟(2)中的鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)的目數(shù)是20-80目。
3.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池組件弱光性能的測試方法，其特征在于步驟(2)中的光學測試裝置是光譜輻照計。
4.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池組件弱光性能的測試方法，其特征在于步驟(2)中的電學測試裝置是太陽模擬裝置自帶的ι-v掃描系統(tǒng)。
5.根據(jù)權利要求1-4中任意一項所述的太陽能電池組件弱光性能的測試方法，其特征在于步驟(2)中的鉛鐵絲網(wǎng)或不銹鋼絲網(wǎng)設置于太陽能模擬裝置的勻光板的表面。
【文檔編號】H02S50/15GK103916078SQ201310001154
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月4日 優(yōu)先權日:2013年1月4日
【發(fā)明者】陳振, 童翔 申請人:北京漢能創(chuàng)昱科技有限公司