專利名稱：20倍聚光電池測試系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種20倍聚光電池的測量系統(tǒng)，屬于太陽能電池測試方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)陽光照射到太陽電池時，可以在沒有機械轉(zhuǎn)動或沒有污染性副產(chǎn)物的情況下將 入射光能直接轉(zhuǎn)換成電能。太陽電池早已不是實驗室僅有的珍品，對它的使用已經(jīng)有50多 年的歷史。開始時太陽電池是主要作為空間電源，現(xiàn)在已經(jīng)在地面發(fā)電上占據(jù)越來越大的 份額。不久的將來，這類電池的制造技術(shù)將得到進一步改進，太陽電池的生產(chǎn)成本將逼近火 力發(fā)電的水平，從而為人類提供一種物美價廉的能源，為世界能源需求做出巨大貢獻。在目前的太陽能電池工藝條件下，一種降低成本的可行途徑是將陽光會聚，以減 少給定功率下發(fā)電所需要的電池面積。采用聚光方法，能夠使系統(tǒng)成本中的一部分從電池 轉(zhuǎn)移到聚光元件和跟蹤系統(tǒng)上。相對于高倍聚光系統(tǒng)，20倍以下的聚光在冷卻等方面要克服的技術(shù)困難小得多， 而且可以應(yīng)用大量生產(chǎn)的常規(guī)光電池，從而收到雙重的經(jīng)濟效果。研究制造一套聚光系統(tǒng) 必需有精確穩(wěn)定的電池測量設(shè)備，目前還沒有專門提供此種測試條件的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠測量20倍標(biāo)準(zhǔn)光下的聚光電池的測量儀。本發(fā)明提供的20倍聚光電池測試系統(tǒng)裝置包括有模擬標(biāo)準(zhǔn)光源、透鏡I、透鏡 II、上夾具銅板、下夾具銅板、帶絕緣的引線柱、絕緣膠帶層、導(dǎo)線、待測電池、及常用配套裝 置電性能測試儀、光源開關(guān)、光源控制器、變壓器、電腦和顯示器、交流電源；其特征在于 設(shè)有光源開關(guān)控制的模擬標(biāo)準(zhǔn)光源，它為發(fā)光功率可調(diào)的氙燈標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光源；在該標(biāo)準(zhǔn)光源 下面設(shè)有一個聚光的透鏡I和一個發(fā)散平行光的透鏡II ；透鏡由可調(diào)節(jié)支架支撐、并可調(diào) 節(jié)透鏡間距，以改變透鏡焦距；在透鏡下面設(shè)置有接受平行光照射的電池測量臺，該測量臺 由上夾具銅板和下夾具銅板組成，中間鋪有絕緣膠帶層，待測電池設(shè)置于兩夾具銅板之間； 兩銅板上面分別設(shè)有帶絕緣的引線柱，通過導(dǎo)線與電性能測量儀上的接線柱相連接；電性 能測量儀與電腦和顯示器相連；測試信號通過測量儀被電腦軟件編譯記錄，電性能測量儀 由交流電源經(jīng)變壓器供給電源；光源控制器對模擬標(biāo)準(zhǔn)光源進行控制；所述透鏡I的直徑 φ為240mm，曲率半徑R為460mm ；所述透鏡II的直徑Φ為50mm，曲率半徑R為115mm。本發(fā)明利用了傳統(tǒng)的商業(yè)化太陽電池測試儀的光源和測量部件，加裝了經(jīng)過設(shè)計 的聚光單元，改造了電接觸部分，由銅板平行接觸與電池電極相連，組成能夠測量20倍標(biāo) 準(zhǔn)以下的聚光電池的測量儀。本發(fā)明的20倍聚光電池測試系統(tǒng)裝置的運作過程如下所述1.從發(fā)光功率可調(diào)的光源中發(fā)射出一定強度的光，通過濾光鏡使光譜符合 AML 0，AMI. 5 等標(biāo)準(zhǔn)。2.標(biāo)準(zhǔn)光通過兩個透鏡組成的系統(tǒng)，光在系統(tǒng)中的‘透鏡I’產(chǎn)生會聚，焦平面與‘透鏡II’重合，并且通過‘透鏡II’變成平行光，然后照射在電池測量臺面上。透鏡由可調(diào) 節(jié)支架支撐，通過改變透鏡焦距和調(diào)節(jié)透鏡間距，可以獲得20倍以下任意倍數(shù)的聚光測試 效果。 3.放置在測量臺上的太陽電池通過銅夾具引出電信號。夾具的下層銅板作為測試 正極，夾具上層銅板作為測試負(fù)極，分別通過導(dǎo)線和測量儀連接。上夾具和下夾具之間使用 絕緣材料作絕緣隔離。上夾具使用螺絲固定在下夾具上，螺絲的外側(cè)用塑料絕緣。4.測試信號通過測量儀被電腦測試軟件編譯記錄。


圖1為本發(fā)明聚光電池測試系統(tǒng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本發(fā)明中透鏡I的設(shè)計圖。圖3為本發(fā)明透鏡II的設(shè)計圖。
具體實施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實施例敘述于后。實施例參見圖1，本實施例中的20倍聚光電池測試系統(tǒng)裝置，包括有模擬標(biāo)準(zhǔn) 光源1、透鏡I 2、透鏡II 3、上夾具銅板4、下夾具銅板5、帶絕緣的引線柱6、絕緣膠帶層7、 導(dǎo)線8、待測電池9、及常用配套裝置電性能測試儀、光源開關(guān)、光源控制器、變壓器、電腦 和顯示器、交流電源；設(shè)有光源開關(guān)控制的模擬標(biāo)準(zhǔn)光源1，它為發(fā)光功率可調(diào)的氙燈標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)光源；在該標(biāo)準(zhǔn)光源1下面設(shè)有一個聚光的透鏡I 2和一個發(fā)散平行光的透鏡II 3;透 鏡由可調(diào)節(jié)支架支撐、并可調(diào)節(jié)透鏡間距，以改變透鏡焦距；在透鏡下面設(shè)置有接受平行光 照射的電池測量臺，該測量臺由上夾具銅板4和下夾具銅板5組成，中間鋪有絕緣膠帶層7， 待測電池9設(shè)置于兩夾具銅板之間；兩銅板上面分別設(shè)有帶絕緣的引線柱6，通過導(dǎo)線8與 電性能測量儀上的接線柱相連接；電性能測量儀與電腦和顯示器相連；測試信號通過測量 儀被電腦軟件編譯記錄，電性能測量儀由交流電源經(jīng)變壓器供給電源；光源控制器對模擬 標(biāo)準(zhǔn)光源進行控制。參見圖2，所述透鏡I 2的直徑Φ為240mm，曲率半徑R為460mm ；所 述透鏡II 3的直徑Φ為50mm，曲率半徑R為115mm。本實施例中的聚光電池測量系統(tǒng)裝置的運作過程如下1)如圖1中所示，在光源控制器的控制下，模擬光源氙燈光源1發(fā)射出強度近似 1000ff/m2的光，并且通過濾光鏡使得發(fā)出的光譜符合AMI. 5測試標(biāo)準(zhǔn)。光源開關(guān)控制模擬 光源的開關(guān)。2)標(biāo)準(zhǔn)光通過‘透鏡I’ 2產(chǎn)生會聚，焦平面與‘透鏡II’ 3重合，并且通過‘透鏡 II’ 3以后變成平行光，照射在電池測量臺面上。透鏡由可調(diào)節(jié)支架支撐，通過改變透鏡焦 距和調(diào)節(jié)透鏡間距，可以獲得20倍以下任意倍數(shù)的聚光測試效果。3)放置在測試臺上的太陽電池通過銅夾具引出電信號。夾具的下層銅板5作為測 試正極，夾具上層銅板4作為測試負(fù)極，分別通過導(dǎo)線8和電性能測試儀連接。上夾具和下 夾具之間使用聚酰亞胺膠帶7作絕緣隔離。上夾具使用金屬螺絲固定在下夾具上，金屬螺 絲的外側(cè)用塑料絕緣。此處，金屬螺絲也即是引線柱6。4)測試信號通過電性能測試儀被傳輸?shù)诫娔X上，由電腦測試軟件編譯記錄。
5)測試系統(tǒng)使用220V交流電，電性能測試儀需要配備變壓器。6)本測試系統(tǒng)成功模擬出20倍標(biāo)準(zhǔn)測試光強，測量了兩個聚光電池的電性能，測 試結(jié)果如下表1所示表1使用本發(fā)明測試系統(tǒng)對兩個樣品的測量結(jié)果
樣品最大功填充因最大功率點最大功率點負(fù)載電負(fù)載電測試溫轉(zhuǎn)換效序號率(W)子(%)電流(A)電壓(V)流(A)壓(V)度(。c)率(%)10. 710675. 51. 23940.57341. 2440. 5725. 2821. 8%20. 710375. 81. 23170.57671. 2400. 5725. 1621. 7%
權(quán)利要求
一種20倍聚光電池測試系統(tǒng)裝置，包括模擬標(biāo)準(zhǔn)光源(1)、透鏡I(2)、透鏡II(3)、上夾具銅板(4)、下夾具銅板(5)、帶絕緣的引線柱(6)、絕緣膠帶層(7)、導(dǎo)線(8)、待測電池(9)、及常用配套裝置電性能測試儀、光源開關(guān)、光源控制器、變壓器、電腦和顯示器、交流電源；其特征在于設(shè)有光源開關(guān)控制的模擬標(biāo)準(zhǔn)光源(1)，它為發(fā)光功率可調(diào)的氙燈標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光源；在該標(biāo)準(zhǔn)光源(1)下面設(shè)有一個聚光的透鏡I(2)和一個發(fā)散平行光的透鏡II(3)；透鏡由可調(diào)節(jié)支架支撐、并可調(diào)節(jié)透鏡間距，以改變透鏡焦距；在透鏡下面設(shè)置有接受平行光照射的電池測量臺，該測量臺由上夾具銅板(4)和下夾具銅板(5)組成，中間鋪有絕緣膠帶層(7)，待測電池(9)設(shè)置于兩夾具銅板之間；兩銅板上面分別設(shè)有帶絕緣的引線柱(6)，通過導(dǎo)線(8)與電性能測量儀上的接線柱相連接；電性能測量儀與電腦和顯示器相連；測試信號通過測量儀被電腦軟件編譯記錄，電性能測量儀由交流電源經(jīng)變壓器供給電源；光源控制器對模擬標(biāo)準(zhǔn)光源進行控制；所述透鏡I(2)的直徑Φ為240mm，曲率半徑R為460mm；所述透鏡II(3)的直徑Φ為50mm，曲率半徑R為115mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種20倍聚光電池的測量系統(tǒng)裝置，屬于太陽能電池測試方法技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的20倍聚光太陽電池測試系統(tǒng)裝置是利用傳統(tǒng)的商業(yè)化太陽電池測試儀的光源和測量部件，加裝了經(jīng)過設(shè)計的聚光單元，改造了電接觸部分，由銅板平行接觸與電池電極相連。組成了能夠測量20倍標(biāo)準(zhǔn)以下聚光電池的測量儀。
文檔編號G02B7/04GK101881809SQ201010215748
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者于征汕, 呂鵬, 殷晏庭, 王林軍, 王艷 申請人:上海大學(xué)