本發(fā)明涉及光伏電池片制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及有關(guān)太陽(yáng)能背鈍化電池高溫條件下光照強(qiáng)度測(cè)試的設(shè)計(jì)，具體是一種測(cè)試高溫條件下光照強(qiáng)度的光強(qiáng)儀及方法。

背景技術(shù)：

與多晶硅太陽(yáng)能電池相比，單晶硅電池缺陷密度低、無(wú)晶界、少子復(fù)合低，同時(shí)近年來(lái)單晶硅片加工成本的不斷降低，單晶硅片在高效電池研發(fā)方面得到了廣泛應(yīng)用。根據(jù)摻雜劑的不同，P型單晶硅主要有摻B硅片和摻Ga硅片兩種，由于摻B硅片電阻率易控制、成晶率高，各公司主要以摻B單晶為主。由于單晶產(chǎn)品市場(chǎng)份額的不斷擴(kuò)大，近年來(lái)單晶電池片的光致衰減逐漸成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

晶體硅中硼和間隙氧是引起Cz-Si太陽(yáng)能電池LID的主要因素。在當(dāng)前傳統(tǒng)的Cz單晶硅中，氧是晶體硅中主要的雜質(zhì)，原子氧在硅體中處于填隙位置。摻硼Cz-Si太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)光照或電流注入，硅體中的硼和氧形成硼氧復(fù)合體，成為復(fù)合中心，使少子壽命下降，導(dǎo)致了電池性能下降，該現(xiàn)象在PERC高效電池上表現(xiàn)更加明顯。一般在200度條件下經(jīng)過(guò)退火處理可有效降低光衰，但是時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，對(duì)于量產(chǎn)具有一定的局限性。

為了有效降低PERC電池的光衰，同時(shí)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，目前采用光照的同時(shí)進(jìn)行退火處理的方法，可有效改善光衰，同時(shí)可縮短退火處理的時(shí)間。光強(qiáng)和溫度是該工藝的關(guān)鍵控制點(diǎn)。溫度可通過(guò)爐溫儀進(jìn)行測(cè)量，并獲得熱處理過(guò)程的爐溫曲線，但是目前沒(méi)有一款測(cè)試儀器可以在200度以上的高溫環(huán)境中連續(xù)測(cè)試光強(qiáng)，導(dǎo)致工藝控制具有一定困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)試高溫條件下光照強(qiáng)度的光強(qiáng)儀及方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)試高溫條件下光照強(qiáng)度的光強(qiáng)儀，它包括測(cè)試電路、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)，其中：

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集測(cè)試電路的輸出電壓值U并將該電壓值U傳送給圖像處理系統(tǒng)；

測(cè)試電路為兩端接測(cè)試探頭的層壓件單元，所述層壓件單元由層壓片和電阻R串聯(lián)而成，兩端的測(cè)試探頭輸出電壓值U；

圖像處理系統(tǒng)用于輸出光照強(qiáng)度隨時(shí)間變化的連續(xù)曲線。

在兩種光強(qiáng)儀的改進(jìn)實(shí)施方式中，所述圖像處理系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有已測(cè)試出的不同光照強(qiáng)度I₀、不同溫度T₀條件下所對(duì)應(yīng)的電阻R兩端電壓U₀；將輸出電壓U及測(cè)得溫度T與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，獲得實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度I。

在第一種光強(qiáng)儀的改進(jìn)實(shí)施方式中，測(cè)試電路裝置在透明恒溫箱中。

優(yōu)選的，透明恒溫箱溫度保持25℃。

在另一種光強(qiáng)儀的改進(jìn)實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還連接爐溫儀，用于采集實(shí)時(shí)溫度T。

更優(yōu)的，所述層壓件單元由至少三個(gè)層壓件子單元并聯(lián)而成，所述層壓件子單元由層壓片和電阻串聯(lián)而成；所述層壓片由156.75*156.75的單晶PERC電池片沿平行于細(xì)柵線方向切割而成，切割線與細(xì)柵線不重合。

本發(fā)明還公開(kāi)了第一種測(cè)試高溫條件下光照強(qiáng)度的方法，基于本發(fā)明所述的光強(qiáng)儀，它包括以下步驟：

S1：在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，測(cè)試出測(cè)試電路兩端的電壓值U₀，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件中的光照強(qiáng)度為I₀；

S2：將測(cè)試電路放置于待測(cè)環(huán)境中，測(cè)量測(cè)試電路兩端的實(shí)時(shí)電壓值U并輸出給圖像處理系統(tǒng)；

S3：圖像處理系統(tǒng)計(jì)算實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度I＝I₀*U/U₀，并輸出光照強(qiáng)度隨時(shí)間變化的連續(xù)曲線。

優(yōu)選的，所述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件中，I₀＝1000W/M²。

更優(yōu)的，所述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件的溫度為25℃。

本發(fā)明還公開(kāi)了第二種測(cè)試高溫條件下光照強(qiáng)度的方法，基于第一種光強(qiáng)儀的改進(jìn)實(shí)施方式，它包括以下步驟：

S1：測(cè)試在25°環(huán)境溫度下，不同光照強(qiáng)度I₀所對(duì)應(yīng)的測(cè)試電路兩端電壓U₀，并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)；

S2：測(cè)試電路保持環(huán)境溫度為25°，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集測(cè)試電路兩端電壓U并輸出給圖像處理系統(tǒng)；

S3：圖像處理系統(tǒng)將電壓U與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，獲得實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度I，并輸出光照強(qiáng)度隨時(shí)間變化的連續(xù)曲線。

本發(fā)明還公開(kāi)了第三種測(cè)試高溫條件下光照強(qiáng)度的方法，基于另一種光強(qiáng)儀的改進(jìn)實(shí)施方式，它包括以下步驟：

S1：測(cè)試在不同環(huán)境溫度T₀下，不同光照強(qiáng)度I₀所對(duì)應(yīng)的測(cè)試電路兩端電壓U₀，并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)；

S2：通過(guò)爐溫儀采集測(cè)試電路的實(shí)時(shí)環(huán)境溫度T，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集測(cè)試電路兩端電壓U并輸出給圖像處理系統(tǒng)；

S3：圖像處理系統(tǒng)將電壓U、溫度T與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，獲得實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度I，并輸出光照強(qiáng)度隨時(shí)間變化的連續(xù)曲線。

本發(fā)明的有益效果：

1、實(shí)現(xiàn)200度以上高溫環(huán)境中的光強(qiáng)測(cè)試，并輸出光強(qiáng)隨時(shí)間或距離連續(xù)變化的曲線，用于工藝監(jiān)控及改善；

2、光強(qiáng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)試，單晶電池的光衰得到有效降低。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的第一種光強(qiáng)儀的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明的第二種光強(qiáng)儀的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3是本發(fā)明的第三種光強(qiáng)儀的結(jié)構(gòu)框圖。

圖4是本發(fā)明的測(cè)試電路示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1：結(jié)合圖1，它包括測(cè)試電路、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)，其中：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集測(cè)試電路的輸出電壓值U并將該電壓值U傳送給圖像處理系統(tǒng)；測(cè)試電路為兩端接測(cè)試探頭的層壓件單元，所述層壓件單元由層壓片和電阻R串聯(lián)而成，兩端的測(cè)試探頭輸出電壓值U；圖像處理系統(tǒng)用于輸出光照強(qiáng)度隨時(shí)間變化的連續(xù)曲線。

相應(yīng)的，第一種測(cè)試高溫條件下光照強(qiáng)度的方法，它包括以下步驟：

S1：在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，測(cè)試出測(cè)試電路兩端的電壓值U₀，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件中的光照強(qiáng)度為I₀；

S2：將測(cè)試電路放置于待測(cè)環(huán)境中，測(cè)量測(cè)試電路兩端的實(shí)時(shí)電壓值U并輸出給圖像處理系統(tǒng)；

S3：圖像處理系統(tǒng)計(jì)算實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度I＝I₀*U/U₀，并輸出光照強(qiáng)度隨時(shí)間變化的連續(xù)曲線。原理：I＝I₀*(U/R)/(U₀/R)

結(jié)合如上測(cè)試原理及方法，我們?cè)O(shè)計(jì)出一款可連續(xù)在200度以上的環(huán)境中測(cè)試光強(qiáng)隨時(shí)間或距離變化的曲線的光強(qiáng)儀。以輸出光強(qiáng)隨時(shí)間或距離連續(xù)變化的曲線，用于工藝監(jiān)控及改善；在光強(qiáng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)試的基礎(chǔ)上，單晶電池的光衰得到有效降低。

優(yōu)選的實(shí)施例中，I₀＝1000W/M²，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件的環(huán)境溫度為25℃。

實(shí)施例2：結(jié)合圖2，與實(shí)施例1光強(qiáng)儀不同的是：測(cè)試電路裝置在透明恒溫箱中，透明恒溫箱溫度保持25℃。同時(shí)，所述圖像處理系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有已測(cè)試出的25℃條件下不同光照強(qiáng)度I₀所對(duì)應(yīng)的電阻R兩端電壓U₀；將輸出電壓U與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，獲得實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度I。

相應(yīng)的，第二種測(cè)試高溫條件下光照強(qiáng)度的方法，它包括以下步驟：

S1：測(cè)試在25°環(huán)境溫度下，不同光照強(qiáng)度I₀所對(duì)應(yīng)的測(cè)試電路兩端電壓U₀，并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)；

S2：測(cè)試電路保持環(huán)境溫度為25°，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集測(cè)試電路兩端電壓U并輸出給圖像處理系統(tǒng)；

S3：圖像處理系統(tǒng)將電壓U與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，獲得實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度I，并輸出光照強(qiáng)度隨時(shí)間變化的連續(xù)曲線。

實(shí)施例3：結(jié)合圖3，與實(shí)施例1光強(qiáng)儀不同的是：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還連接爐溫儀，用于采集實(shí)時(shí)溫度T；所述圖像處理系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有已測(cè)試出的不同光照強(qiáng)度I₀、不同溫度T₀條件下所對(duì)應(yīng)的電阻R兩端電壓U₀；將輸出電壓U及測(cè)得溫度T與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，獲得實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度I。

相應(yīng)的，第三種測(cè)試高溫條件下光照強(qiáng)度的方法，它包括以下步驟：

S1：測(cè)試在不同環(huán)境溫度T₀下，不同光照強(qiáng)度I₀所對(duì)應(yīng)的測(cè)試電路兩端電壓U₀，并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)；

S2：通過(guò)爐溫儀采集測(cè)試電路的實(shí)時(shí)環(huán)境溫度T，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集測(cè)試電路兩端電壓U并輸出給圖像處理系統(tǒng)；

S3：圖像處理系統(tǒng)將電壓U、溫度T與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，獲得實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度I，并輸出光照強(qiáng)度隨時(shí)間變化的連續(xù)曲線。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，結(jié)合圖4，為了保證測(cè)量精度，所述層壓件單元由至少三個(gè)層壓件子單元并聯(lián)而成，所述層壓件子單元由層壓片和電阻串聯(lián)而成。

以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。