專利名稱：電池組件透光層透射率的模擬測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電池組件透光層透射率的模擬測(cè)試裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能電池組件的測(cè)試技術(shù)，尤其涉及太陽(yáng)能電池組件成型后透 光層的透射率測(cè)試技術(shù)。
背景技術(shù)：
晶體硅太陽(yáng)能電池組件是目前全球市場(chǎng)上最主流的太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)品。其市場(chǎng) 占有率在70%以上，并且其產(chǎn)能仍在迅速的增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)制造晶體硅太陽(yáng)能組件技術(shù)已較為 成熟，并具有上游材料充足，人力成本低廉等優(yōu)勢(shì)，因此國(guó)內(nèi)的晶體硅太陽(yáng)能組件制造業(yè)發(fā) 展壯大及其迅速。2009年的全球生產(chǎn)的太陽(yáng)能組件中，中國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的組件占據(jù)了約40% 的份額。2009全球十大組件生產(chǎn)廠商中的中國(guó)廠商有四個(gè)。晶體硅太陽(yáng)能組件通常由透光玻璃、EVA、太陽(yáng)能電池片、EVA及TPT組成，這幾種 材料依次從上向下排序?qū)盈B，然后經(jīng)過(guò)層壓、高溫固化及冷卻工藝形成太陽(yáng)能組件的層壓 件，最后再在其四周安裝鋁邊框以提高其堅(jiān)固程度并使其易于安裝，最后將導(dǎo)線引出，即完 成了太陽(yáng)能組件的制作。其中，透光玻璃和EVA就是太陽(yáng)能電池組件的表面透光材料。在太陽(yáng)能電池組件的生產(chǎn)過(guò)程中，透光玻璃及EVA的透射率直接影響到電池組件 的轉(zhuǎn)換效率。太陽(yáng)能電池組件在使用過(guò)程中，太陽(yáng)光直接照射在透光玻璃的表面，經(jīng)過(guò)由透 光玻璃和EVA復(fù)合成的透光層透射后到達(dá)太陽(yáng)能電池片的表面，由太陽(yáng)能電池片完成光電 轉(zhuǎn)換的過(guò)程，然后再通過(guò)導(dǎo)線將產(chǎn)生的電能導(dǎo)出。透光玻璃和EVA的透射率越高，則就有更 多的光能到達(dá)太陽(yáng)能電池表面，從而使得整塊組件具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率。因此，在太陽(yáng) 能電池生產(chǎn)過(guò)程中必須對(duì)每一批透光玻璃和EVA的透射率進(jìn)行測(cè)試，以保證太陽(yáng)能電池組 件的光電轉(zhuǎn)換效率。目前，在太陽(yáng)能電池生產(chǎn)行業(yè)中，測(cè)試透光玻璃和EVA的透射率方法是分別測(cè)試 兩種材料在使用前的透射率，但這種測(cè)試方法存在如下缺陷第一，在分別測(cè)試透光玻璃和EVA透射率的過(guò)程中，這兩種材料的光學(xué)介質(zhì)均為 空氣，而太陽(yáng)能電池組件成型后，透光玻璃的光學(xué)介質(zhì)為一面空氣，另一面是EVA;而EVA的 光學(xué)介質(zhì)為一面玻璃，另一面是晶體硅太陽(yáng)能電池片，不同的光學(xué)介質(zhì)其折射率不同，導(dǎo)致 光線在不同介質(zhì)之間的傳輸路徑不同，現(xiàn)有的測(cè)試方法與實(shí)際應(yīng)用的不符，必然會(huì)造成測(cè) 試結(jié)果的不準(zhǔn)確。第二，太陽(yáng)能電池的透光材料層存在光透射的微結(jié)構(gòu)，在電池層壓件制作中，EVA 需要經(jīng)過(guò)加熱熔化，使之與透光玻璃表面完全貼合，其接觸面也會(huì)產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)，這種微結(jié)構(gòu) 對(duì)光線的透射會(huì)產(chǎn)生影響，而現(xiàn)有的測(cè)試方法是分別測(cè)試出透光玻璃和EVA的透射率，并 未考慮這一因素。第三，EVA在太陽(yáng)能電池組件的制作工藝中會(huì)脫水，改變其分子內(nèi)部成分及結(jié)構(gòu)， 從而會(huì)改變它的光學(xué)性質(zhì)，采用傳統(tǒng)方法只能測(cè)試未經(jīng)過(guò)該過(guò)程處理的EVA的透射率，并 不能得到該材料對(duì)于電池組件光學(xué)性能影響的準(zhǔn)確結(jié)果。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種電池組件透光層透射率的模擬測(cè)試裝置，通過(guò)這一 裝置可以更真實(shí)地測(cè)試電池組件成型后的透光玻璃與EVA復(fù)合層的透射率，能準(zhǔn)確地模擬 太陽(yáng)能組件透光層在300-1200nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)組件光透射率的影響。本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案所述電池組件透光層透射率的模擬測(cè)試裝置，包括白光光源、單色光分光系統(tǒng)、準(zhǔn) 直器、反射鏡、樣品臺(tái)、接線柱、微信號(hào)處理系統(tǒng)及終端信息處理系統(tǒng)，單色光分光系統(tǒng)、準(zhǔn) 直器、反射鏡、樣品臺(tái)和接線柱都置于暗箱中，且準(zhǔn)直器對(duì)準(zhǔn)單色光分光系統(tǒng)的出射狹縫， 反射鏡設(shè)置在準(zhǔn)直器和樣品臺(tái)之間，接線柱位于樣品臺(tái)旁，接線柱與微信號(hào)處理系統(tǒng)電連 接，單色光分光系統(tǒng)與終端信息處理系統(tǒng)電連接，微信號(hào)處理系統(tǒng)與終端信息處理系統(tǒng)電 連接。本實(shí)用新型的有益效果是，準(zhǔn)確地模擬了組件表面的光透射過(guò)程，對(duì)透射材料即 玻璃和EVA復(fù)合層的透射率進(jìn)行了準(zhǔn)確的測(cè)量，有效地避免了傳統(tǒng)分別測(cè)試玻璃和EVA的 方法的不足。本實(shí)用新型通過(guò)嚴(yán)格地模擬組件結(jié)構(gòu)，得到了與實(shí)際應(yīng)用時(shí)相同的光學(xué)介質(zhì) 材料，避免了因?yàn)楣鈱W(xué)介質(zhì)材料不符造成的測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確的現(xiàn)象；同時(shí)，可變形材料EVA 的表面微結(jié)構(gòu)也與實(shí)際應(yīng)用時(shí)完全相符，充分考慮了由于表面微結(jié)構(gòu)造成的光線反射或散 射，減小了測(cè)試誤差；本實(shí)用新型可以有效的監(jiān)督組件的制作工藝對(duì)EVA材料透射率的影 響，有助于監(jiān)管和改進(jìn)組件制作工藝。本實(shí)用新型的應(yīng)用，對(duì)于透光材料的質(zhì)量檢驗(yàn)及組件 制作工藝的控制均有很大的指導(dǎo)意義。

圖1為本實(shí)用新型的測(cè)試設(shè)備及流程示意圖圖中1_白光光源；2-單色光分光系統(tǒng)；3-準(zhǔn)直器；4-反射鏡；5-樣品臺(tái)；6_接線 柱；7_微信號(hào)處理系統(tǒng)；8-終端信息處理系統(tǒng)；9-暗箱。圖2為使用光電探測(cè)器制作組件樣品的層疊結(jié)構(gòu)圖圖中10-待測(cè)透光玻璃；11-待測(cè)EVA ； 12-待測(cè)光電探測(cè)器b ;13_TPT。
具體實(shí)施方式下面參閱圖1、圖2，舉例說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
所述電池組件透光層透射率的模擬測(cè)試裝置，如圖1所示，它由白光光源1、單色 光分光系統(tǒng)2、準(zhǔn)直器3、反射鏡4、樣品臺(tái)5、接線柱6、微信號(hào)處理系統(tǒng)7及終端信息處理系 統(tǒng)8組成，單色光分光系統(tǒng)2、準(zhǔn)直器3、反射鏡4、樣品臺(tái)5和接線柱6都置于暗箱9中，且 準(zhǔn)直器3對(duì)準(zhǔn)單色光分光系統(tǒng)2的出射狹縫，反射鏡4設(shè)置在準(zhǔn)直器3和樣品臺(tái)5之間，接 線柱6位于樣品臺(tái)5旁，接線柱6與微信號(hào)處理系統(tǒng)7電連接，單色光分光系統(tǒng)2與終端信 息處理系統(tǒng)8電連接，微信號(hào)處理系統(tǒng)7與終端信息處理系統(tǒng)8電連接。電池組件透光層透射率的模擬測(cè)試方法如下第一步，準(zhǔn)備基準(zhǔn)光電探測(cè)器a和待測(cè)光電探測(cè)器bl2，它們都是對(duì)300-1200nm波 長(zhǎng)均有具特征性的光電響應(yīng)的探測(cè)器，基準(zhǔn)光電探測(cè)器a和待測(cè)光電探測(cè)器bl2都具有電 極及導(dǎo)線，可以將其使用光能轉(zhuǎn)換而成的電信號(hào)引出；[0021]第二步，對(duì)電池組件透光材料透射率的模擬測(cè)試裝置進(jìn)行調(diào)試，準(zhǔn)備穩(wěn)定的白光 光源1，利用汞燈光譜的特征譜線校準(zhǔn)單色光分光系統(tǒng)2，首先校準(zhǔn)0級(jí)，其次校準(zhǔn)1級(jí)可 任選一條汞的特征譜線校準(zhǔn)；調(diào)節(jié)白光光源1使其射出平行光，進(jìn)入單色光分光系統(tǒng)2，經(jīng) 過(guò)分光后，特定波長(zhǎng)的單色光由單色光分光系統(tǒng)2的出射狹縫射出，光線經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器3準(zhǔn)直 后，經(jīng)過(guò)反射鏡4改變角度，照射在樣品臺(tái)5上，調(diào)試好后待用；第三步，調(diào)節(jié)單色光的波長(zhǎng)，測(cè)量出基準(zhǔn)光電探測(cè)器a在這種對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)條件下的 短路電流S1 ( λ )，具體方法為將基準(zhǔn)光電探測(cè)器a放在樣品臺(tái)5上，將其輸出導(dǎo)線接在接 線柱6上，調(diào)節(jié)白光光源1使其射出平行光，進(jìn)入單色光分光系統(tǒng)2，經(jīng)過(guò)分光后，特定波長(zhǎng) 的單色光由單色光分光系統(tǒng)2的出射狹縫射出，光線經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器3準(zhǔn)直后，經(jīng)過(guò)反射鏡4改 變角度，照射放置在樣品臺(tái)5上的基準(zhǔn)光電探測(cè)器a上，從終端信息處理系統(tǒng)8上將單色光 波長(zhǎng)與使用該波長(zhǎng)產(chǎn)生的電信號(hào)對(duì)應(yīng)記錄，分別記錄下在對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)和條件下的短路電流 S1(A)；第四步，按照第三步的測(cè)試方法測(cè)試待測(cè)光電探測(cè)器bl2在對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)條件下的短 路電流S2U)；第五步，準(zhǔn)備待測(cè)樣品，取待測(cè)透光玻璃10、待測(cè)EVA11、TPT13和待測(cè)光電探測(cè)器 bl2，其中待測(cè)透光玻璃10的尺寸大于待測(cè)光電探測(cè)器bl2的光敏面，用待測(cè)透光玻璃10、 待測(cè)EVA11、待測(cè)光電探測(cè)器bl2和TPT13制作組件樣品，層疊順序由上至下依次為待測(cè)玻 璃10、待測(cè)EVAl 1、待測(cè)光電探測(cè)器bl2、待測(cè)EVAll和TPT13，且待測(cè)透光玻璃10的光面向 上，毛面向下，待測(cè)光電探測(cè)器bl2的光敏面向上，毛面向下，然后按太陽(yáng)能電池層壓件工 藝進(jìn)行層壓、高溫固化及冷卻工藝形成待測(cè)樣品；第六步，按照第三步的測(cè)試方法測(cè)量出基準(zhǔn)光電探測(cè)器a在這種對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)條件下 的短路電流S3U)；第七步，按照第三步的測(cè)試方法測(cè)量出待測(cè)樣品在對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)條件下的短路電流 S4(A),具體方法為將待測(cè)樣品放在樣品臺(tái)5上，將其輸出導(dǎo)線接在接線柱6上，調(diào)節(jié)白光 光源1使其射出平行光，進(jìn)入單色光分光系統(tǒng)2，經(jīng)過(guò)分光后，特定波長(zhǎng)的單色光由單色光 分光系統(tǒng)2的出射狹縫射出，光線經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器3準(zhǔn)直后，經(jīng)過(guò)反射鏡4改變角度，照射放置 在樣品臺(tái)5上的待測(cè)樣品上，從終端信息處理系統(tǒng)8上記錄下在對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)條件下，待測(cè)樣品 的短路電流S4U)；第八步，計(jì)算公式如下
「00281 ( X) = S3(X)S4(入) [_] IU ) Sl (入)S2 (入)計(jì)算出待測(cè)透光玻璃10和待測(cè)EVAll復(fù)合層的透光透射率式中，λ為單色光波 長(zhǎng)，τ(λ)為透射材料在對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的透射率A1(X)是在對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)條件下基準(zhǔn)光電探測(cè) 器a第一次測(cè)試的短路電流；s2(x)是在對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)條件下，待測(cè)光電探測(cè)器bl2第一次測(cè)試 的短路電流；S3( λ )為在應(yīng)波長(zhǎng)條件下，基準(zhǔn)光電探測(cè)器a第二次測(cè)試的短路電流；S4( λ ) 為在對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)條件下，由待測(cè)透光玻璃10、待測(cè)EVA11、待測(cè)光電探測(cè)器bl2、待測(cè)EVAll和 TPT13制成的待測(cè)樣品測(cè)試的短路電流。由于光電探測(cè)器的短路電流大小與入射光強(qiáng)度成正比，因此，本實(shí)用新型采用通 過(guò)分別先測(cè)量出基準(zhǔn)光電探測(cè)器a和待測(cè)光電探測(cè)器bl2封裝前在對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)條件下的短
5路電流S1 ( λ )和S2 ( λ )，然后再用待測(cè)透光玻璃10和待測(cè)EVAll將待測(cè)光電探測(cè)器bl2 和TPT13模擬電池層件進(jìn)行封裝，獲得待測(cè)樣品，再依次測(cè)定基準(zhǔn)光電探測(cè)器a和待測(cè)樣 品在對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)條件下的短路電流S3U)和\(入)；通過(guò)先后對(duì)基準(zhǔn)光電探測(cè)器a短路電流 S1(X)的比值獲得光源的影響系，最后再根據(jù)待測(cè)光電探測(cè)器bl2封裝前后測(cè)得
的短路電流S2 ( λ )和S4 ( λ )，根據(jù)對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式就能很客觀地得到表征待測(cè)透光玻璃10 和待測(cè)EVAll在太陽(yáng)能電池組件中的透光透射率。
權(quán)利要求一種電池組件透光層透射率的模擬測(cè)試裝置，其特征是包括白光光源(1)、單色光分光系統(tǒng)(2)、準(zhǔn)直器(3)、反射鏡(4)、樣品臺(tái)(5)、接線柱(6)、微信號(hào)處理系統(tǒng)(7)及終端信息處理系統(tǒng)(8)，單色光分光系統(tǒng)(2)、準(zhǔn)直器(3)、反射鏡(4)、樣品臺(tái)(5)和接線柱(6)都置于暗箱(9)中，且準(zhǔn)直器(3)對(duì)準(zhǔn)單色光分光系統(tǒng)(2)的出射狹縫，反射鏡(4)設(shè)置在準(zhǔn)直器(3)和樣品臺(tái)(5)之間，接線柱(6)位于樣品臺(tái)(5)旁，接線柱(6)與微信號(hào)處理系統(tǒng)(7)電連接，單色光分光系統(tǒng)(2)與終端信息處理系統(tǒng)(8)電連接，微信號(hào)處理系統(tǒng)(7)與終端信息處理系統(tǒng)(8)電連接。
專利摘要一種電池組件透光層透射率的模擬測(cè)試裝置，包括白光光源、單色光分光系統(tǒng)、準(zhǔn)直器、反射鏡、樣品臺(tái)、接線柱、微信號(hào)處理系統(tǒng)及終端信息處理系統(tǒng)，單色光分光系統(tǒng)、準(zhǔn)直器、反射鏡和樣品臺(tái)都置于暗箱中，且準(zhǔn)直器對(duì)準(zhǔn)單色光分光系統(tǒng)的出射狹縫，反射鏡設(shè)置在準(zhǔn)直器和樣品臺(tái)之間，接線柱位于樣品臺(tái)旁，接線柱與微信號(hào)處理系統(tǒng)電連接，單色光分光系統(tǒng)與終端信息處理系統(tǒng)電連接，微信號(hào)處理系統(tǒng)與終端信息處理系統(tǒng)電連接。它能克服現(xiàn)有測(cè)試透光玻璃和EVA的透射率方法的缺陷，為測(cè)試電池組件的透光玻璃與EVA復(fù)合層的透射率提供了一種模擬測(cè)試裝置。
文檔編號(hào)G01N21/59GK201724903SQ201020265118
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者吳旻 申請(qǐng)人:常州億晶光電科技有限公司