4.太阳能电池测试分选工序介绍

太阳能电池测试分选工序介绍

对于制作太阳能电池而言，印刷烧结后的电池片已经算是完成了电池片的制作过程，但是怎么去分辨太阳能电池的好坏，这就要用到我们的测试以及分选工序。

测试工序是按照效率等电参数的标准对太阳能电池片进行选择，只有符合要求的电池片才能够用力进行组件的制作。分选是按照太阳能电池片的外观标准对太阳能电池片进行选择，只有符合客户要求才是合格的电池片。下面我们针对我们使用的Berger测试机对这两个工序进行一下介绍：

一、太阳能电池片的测试

1.测试机的构成

一般情况下，测试机由三个部分构成：上片单元、测试系统单元、分档单元，分别如下图所示。

图1：测试机构成

在测试机中，测试系统单元是测试机的核心部位，针对测试系统单元我们进行一下重点的介绍：

光源

标准太阳能电池 待测试太阳能电池

PSS

模拟负载

电脑

市电

图2：测试系统单元构成

图3：测试机探针图

2. Berger测试系统的原理：

测试系统的原理是通过模拟1.5AM 1000W/cm2太阳光脉冲照射PV电池表面产生光

电流，光电流流过可编程式模拟负载，在负载两端产生电压，负载装置将采样到的电流、电压、标准片检测到的光强以及感温装置检测到的环境温度值，通过 RS232 接口传送给监控软件进行计算和修正，得到PV电池的各种指标和曲线、然后根据结果进行分类和结果输出。 测试的原理图如:图4所示：其中PV为待测电池片，V为电压测量装置，I为电流测量装置，RL为可编程式模拟负载，它的值可在0.003-400Ω之间变化。

图4：Beger测试系统测试原理图

3.太阳能电池标准测试前提介绍

在太阳能电池的标准测试中，有三个前提因素，即标准太阳光谱为AM1.5，温度为25℃,光强为1000W/M2。当测试数据不是在这个范围时，所测得的数据都是不准确的。下面我们针对这几个前提得到含义以及影响分别介绍一下：

所谓光谱为AM1.5，即指的是1.5个大气质量。大气质量被定义为光穿过大气的路径长度，长度最短时的路径（即当太阳处在头顶正上方时）规定为“一个标准大气质量”。“大气质量”量化了太阳辐射穿过大气层时被空气和尘埃吸收后的衰减程度。大气质量由下式给出：AM=1/cos（θ）。

根据以上可知，地球大气层外的标准光谱称为AM0，因为光没有穿过任何大气，当太阳处在头顶正上方的光谱为AM1。

图:5：大气质量定义

图6：AM1.5的光谱曲线

备注：蓝色和红色曲线分别为1.5和0大气质量时的辐射强度，绿色曲线代表温度为6000k黑体的辐射强度，彩色柱子代表可见光的波谱。箭头所指的位置代表被相应气体吸收的部分，黑色线显示了能引起人类眼睛感觉的辐射强度。

由上图我们可以看到，当太阳光穿过大气的路径长度时，到达地面的光谱会发生变化，因此所有电池片模拟必须是在确定的路径长度下进行测试，在行业中，我们选择AM1.5，我们的氙灯光谱和AM1.5比较接近，因此在太阳能电池的一般测试中选择氙灯来模拟。

图10为温度以及光强对测试数据的具体影响：

我们可以看到，随着温度的升高，开路电压急剧降低，短路电流略微增大，整体转换效率降低；随着光强的降低，开路电压略微降低，短路电流急剧下降，整体转换效率降低； 由图10可见温度和光强的变化也会影响电参数的变化，因此必须定义标准的温度以及光强。

温度 I/A 光强 I/A 光强降低 温度升高 U/V U/V

图7：温度以及光强对测试数据的具体影响

4.测试参数的意义及说明

在太阳能电池的测试中，常见参数、各个参数的具体含义以及在测试曲线上的表示如

下所示：

图8：测试机测试页面主要电参数

? T:温度 ? E:光强 ? Uoc:开路电压 ? Isc：短路电流 ? Rs：串联电阻 ? Rsh：并联电阻 ? FF：填充因子 ? Pmpp：最大功率 ? Umpp：最大功率点电压 ? Impp：最大功率点电流 ? Eff：转换效率

? Irev1：反向电流1(-10V) ? Irev2：反向电流2(-12V)

Impp

Umpp

图9：电参数在测试曲线图上的具体表示

在以上的所有参数中，除温度光强外，电参数中只有电压和电流是测量值，其他参数均是计算值。具体计算方法如下：

Pmpp为在I-V曲线上找一点，使该点的电压乘以电流所得最大，该点对应的电压就是最大功率点电压Umpp，该点对应得电流就是最大功率点电流Impp；

Rs为在光强为1000W/M2和500W/M2下所得最大功率点的电压差与电流差的比值，只是一个计算值，所以有时候会出现负值的情况； Rsh为暗电流曲线下接近电流为0时曲线的斜率；

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