專利名稱:一種太陽能晶硅光伏電池片的模擬光致衰減裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種太陽能晶硅光伏電池片的模擬光致衰減裝置，該裝置包括密封箱體；箱體頂部設有風扇，箱體外表面設有溫度光照控制器，箱體內(nèi)部自上而下依次設有模擬光源和樣品測量臺；模擬光源包括氙燈、設置在氙燈正下方的濾光片和與氙燈錯開設置的金屬鹵素燈；樣品測量臺包括滑動支架、樣品溫度檢測器和位于滑動支架上的總輻射表；總輻射表上設有由普通加厚玻璃層、太陽能晶硅光伏電池片樣品層和光伏高透玻璃層組成的樣品輻射體，光伏高透玻璃層正對模擬光源；滑動支架與箱體下部內(nèi)壁設置的固定滑軌滑動配合。該裝置及方法能夠提供一種穩(wěn)定的環(huán)境，穩(wěn)定的光照、溫度和濕度，確保達到精確的、理想的測試結果。
【專利說明】
-種太陽能晶括光伏電池片的模擬光致衰減裝置
技術領域
[0001] 本實用新型設及電池片的光致衰減技術領域，具體設及一種太陽能晶娃光伏電池 片的模擬光致衰減裝置。
【背景技術】
[0002] 30多年前，H.Fischer and W.Pschunder等人首次觀察到P型（滲棚）晶體娃太陽電 池的初始光致衰減現(xiàn)象，其初始光致衰減機理如圖1所示。隨后人們對此進行了大量的科學 試驗，近年來，科學研究發(fā)現(xiàn)光致衰減現(xiàn)象與娃片中的棚氧濃度有關，大家基本一致的看法 是:光照或電流注入導致娃片中的棚和氧形成棚氧復合體，從而使少子壽命降低，但通過退 火處理后，少子壽命又可W回復，其認可的可能反應為：
[0003] 退火處理
[0004] 太陽能晶娃光伏電池片前期需要光致衰減穩(wěn)定，并從國內(nèi)或國外計量校準機構進 行溯源，然后用于太陽能模擬器校準和量值傳遞的工作。現(xiàn)有解決太陽能晶娃光伏電池片 光致衰減問題的技術多是采用太陽能電池片光致衰減裝置對太陽能電池片進行光致衰減， 該技術較常用的自然光下對太陽能電池片進行光致衰減具有光源穩(wěn)定性好、對太陽能電池 片的損傷較小等優(yōu)勢，得到越來越廣泛的應用。例如：中國專利化200920314223.X公開的 太陽能電池片衰減裝置，它主要包括衰減箱，所述的衰減箱為密封結構，其頂部設有光源， 所述光源下方設有電池放置板，該電池放置板通過滑動結構設置在衰減箱內(nèi)。該裝置可將 太陽能電池片置于密封結構內(nèi)，從而可避免吸潮氧化，防止功率衰減，另一方面可采用穩(wěn)定 性好的光源從而使得太陽能電池片所測試出來的電性能也更高穩(wěn)定。中國專利ZL 201420520606.3公開了一種太陽能電池片衰減裝置，包括Ξ層的光衰柜體、面鶴燈組、風扇 和控制面鶴燈組光照時長的燈組定時控制裝置，所述光衰柜體由上至下分為第一層、第二 層W及第Ξ層，所述面鶴燈組和所述風扇設置在第一層的頂面和側壁，第一層與第二層由 耐高溫玻璃板隔開，第二層與第Ξ層之間的隔板為電池片放置板;該裝置通過面鶴燈組和 溫度控制裝置，保證衰減溫度及光強穩(wěn)定性，使得光衰強度及溫度符合衰減要求，通過氮氣 填充及散熱裝置，W減少電池片衰減過程中電池片不被氧化，提高了電池片產(chǎn)品品質(zhì)，可應 用于電池片制造中檢驗測試工序，W驗證電池片衰減程度?，F(xiàn)有的太陽能電池片光致衰減 裝置的模擬光源均采用單一的光源如節(jié)能燈、白識燈、面素燈或者氣燈等中的一種，運些單 一光源的光譜與我國現(xiàn)行標準的校準光譜的匹配度較低，導致太陽能電池片光致衰減時間 長、穩(wěn)定性較差、不能有效保證電池效率測試的準確性。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 為了解決現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型提供了一種太陽能晶娃光伏電池片的 模擬光致衰減裝置，其可W高質(zhì)量、快速地達到理想的光致衰減效果。
[0006] -種太陽能晶娃光伏電池片的模擬光致衰減裝置，包括密封的箱體;所述箱體的 頂部設有風扇，所述箱體的外表面設有溫度光照控制器，所述箱體內(nèi)部自上而下依次設有 模擬光源和樣品測量臺；所述模擬光源包括氣燈、設置在氣燈正下方的濾光片和與氣燈錯 開設置的金屬面素燈;所述樣品測量臺包括滑動支架、樣品溫度檢測器和位于滑動支架上 的總福射表;所述總福射表上設有由普通加厚玻璃層、太陽能晶娃光伏電池片樣品層和光 伏高透玻璃層組成的樣品福射體，所述普通加厚玻璃層緊挨總福射表，所述光伏高透玻璃 層正對模擬光源;所述滑動支架與箱體下部內(nèi)壁設置的固定滑軌滑動配合。
[0007]所述裝置通過氣燈(做為主燈)和金屬面素燈(作為輔助燈)的雙燈設計，可W將氣 燈紅外段的光譜優(yōu)化的更好，再通過濾光片的優(yōu)化，可W將光譜匹配度做到B級W上，且各 波段的匹配度更好。
[000引為了達到更好的效果，作W下優(yōu)選：
[0009] 所述光伏高透玻璃層的玻璃毛面向著模擬光源，玻璃光面正對太陽能晶娃光伏電 池片樣品，光致衰減穩(wěn)定性更好、電池效率測試的準確性更高。所述光伏高透玻璃和普通加 厚玻璃均可采用市售產(chǎn)品。進一步優(yōu)選，所述光伏高透玻璃的透光率大于等于93%;所述普 通加厚玻璃的厚度為3mm-6mm。
[0010] 所述金屬面素燈位于濾光片下方，與氣燈錯開設置，可W得到匹配度更好的模擬 光源。
[0011] 所述總福射表又稱天空福射表，是用來測量水平面上，在如立體角內(nèi)所接收到的 太陽或光源直接福射和散射太陽或光源福射之和的總福射(短波）。所述總福射表的外邊緣 設有若干個固定塊，用于對樣品福射體進行固定，主要是對樣品福射體上層的光伏高透玻 璃層進行固定，防止滑動支架移動時上層光伏高透玻璃滑動造成電池片的損壞。進一步優(yōu) 選，所述總福射表為圓形，在總福射表的四個角分別設置固定塊，用于對光伏高透玻璃層進 行2邊4點定位。
[0012] 所述滑動支架的一端設有拉手，便于將樣品測量臺拉出。
[0013] 所述箱體的底部設有風扇。所述風扇可采用風冷風扇，數(shù)量可設置為多個，最好在 箱體的頂部和/或底部均勻分布，能有效控制電池片的光照溫度。所述箱體頂部的風扇可包 括用于給模擬光致衰減裝置中的電氣部分散熱的電控柜風冷風扇和用于給箱體內(nèi)部測量 空間散熱的系統(tǒng)風冷風扇。
[0014] 所述箱體側壁在靠近樣品測量臺的部分還可W設置防塵散熱片，能有效控制電池 片的光照溫度。
[0015] 所述箱體上設有檢修窗口和工作窗口，維護工作更便捷。
[0016] 所述溫度光照控制器可采用TEMI990溫度光照控制器，可實現(xiàn)預約等智能控制。
[0017] 所述樣品溫度檢測器可采用PtlOO樣品溫度檢測器，W提高檢測準確度。
[0018] 所述樣品測量臺還包括樣品溫度控制器，可采用紅外傳感器（IR Sensor)溫度控 制器。
[0019] 本實用新型還提供了一種采用所述的太陽能晶娃光伏電池片的模擬光致衰減裝 置進行太陽能晶娃光伏電池片的模擬光致衰減方法，該方法準確度高、操作簡便快速。
[0020] -種太陽能晶娃光伏電池片的模擬光致衰減方法，包括步驟：
[0021] (1)將太陽能晶娃光伏電池片樣品作為中間層用普通加厚玻璃和光伏高透玻璃疊 壓電池片，得到樣品福射體；
[0022] (2)將樣品福射體放置在所述總福射表上，使普通加厚玻璃層緊挨總福射表，光伏 高透玻璃層正對模擬光源；
[0023] (3)打開模擬光源對太陽能晶娃光伏電池片樣品進行光照，保持累計福照量為 60kWh；
[0024] (4)拉出樣品測量臺，將樣品冷卻至室溫。
[0025] 為了達到更好的效果，作W下優(yōu)選：
[0026] 步驟(3)中，光照時通過溫度光照控制器調(diào)節(jié)溫度和光照，保持樣品溫度在50°C± l〇°C，光照強度在 1000W/m2±50W/m2。
[0027] 本實用新型的有益效果：
[0028] 本實用新型太陽能晶娃光伏電池片的模擬光致衰減裝置及方法，采用雙燈法設 計、模擬自然光，通過氣燈(做為主燈)和金屬面素燈(作為輔助燈)的雙燈設計，可W將氣燈 紅外段的光譜優(yōu)化的更好，再通過濾光片的優(yōu)化，可W將光譜匹配度做到B級W上，且各波 段的匹配度更好;其樣品測量臺工作移動方便，能進行系統(tǒng)溫度的控制和對樣品溫度的檢 巧。，采用雙層玻璃"疊壓"法，將電池片采用兩塊玻璃進行"排列-夾擊"，可有效保護電池片 的安全，防止電池片出現(xiàn)氧化、缺角、污染和內(nèi)部隱裂等缺陷。該裝置及方法操作便捷，能夠 提供一種穩(wěn)定的環(huán)境，穩(wěn)定的光照、溫度和濕度，確保達到精確的、理想的測試結果。該裝置 及方法，目前已正式投入使用半年多，能有效保證太陽能光伏電池標片模擬自然光光致衰 減的穩(wěn)定、可靠和有效保證電池效率測試的準確性，較大地節(jié)約了光致衰減實驗的時間。
【附圖說明】

[0029] 圖1為本實用新型太陽能晶娃光伏電池片的模擬光致衰減裝置的結構示意圖；
[0030] 圖2為本實用新型太陽能晶娃光伏電池片的模擬光致衰減裝置的Ξ維結構示意 圖；
[0031] 圖3為圖1中模擬光源的結構示意圖；
[0032] 圖4為圖1中樣品測量臺的結構示意圖；
[0033] 圖5為圖1中樣品福射體的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0034] W下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0035] 實施例1
[0036] 如圖1-5所示，本實用新型太陽能晶娃光伏電池片的模擬光致衰減裝置，包括密封 的箱體1;箱體1的頂部設有風扇2,箱體1的外表面設有溫度光照控制器3,箱體1內(nèi)部自上而 下依次設有模擬光源4和樣品測量臺5;模擬光源4包括氣燈6、設置在氣燈6正下方的濾光片 7和與氣燈6錯開設置的金屬面素燈8;樣品測量臺5包括滑動支架9、樣品溫度檢測器10和位 于滑動支架9上的總福射表11;總福射表11上設有由普通加厚玻璃層12、太陽能晶娃光伏電 池片樣品層13和光伏高透玻璃層14組成的樣品福射體15,普通加厚玻璃層12緊挨總福射表 11，光伏高透玻璃層14正對模擬光源4;滑動支架9與箱體1下部內(nèi)壁設置的固定滑軌16滑動 配合。
[0037] 該裝置通過氣燈6(做為主燈)和金屬面素燈8(作為輔助燈)的雙燈設計，可W將氣 燈6紅外段的光譜優(yōu)化的更好，再通過濾光片7的優(yōu)化，可W將光譜匹配度做到B級W上，且 各波段的匹配度更好。
[0038] 光伏高透玻璃層14的玻璃毛面向著模擬光源4,玻璃光面正對太陽能晶娃光伏電 池片樣品層13,光致衰減穩(wěn)定性更好、電池效率測試的準確性更高。光伏高透玻璃和普通加 厚玻璃均可采用市售產(chǎn)品。進一步優(yōu)選，光伏高透玻璃層14的透光率大于等于93%;普通加 厚玻璃層12的厚度為3mm-6mm。
[0039] 金屬面素燈8位于濾光片7下方，與氣燈6錯開設置，可W得到匹配度更好的模擬光 源4。例如，可設置四個氣燈6、四個濾光片7和兩個金屬面素燈8。
[0040] 總福射表11的外邊緣設有若干個固定塊17,用于對樣品福射體15進行固定，主要 是對樣品福射體15上層的光伏高透玻璃層14進行固定，防止滑動支架9移動時上層光伏高 透玻璃滑動造成電池片的損壞。進一步優(yōu)選，總福射表11為圓形，在總福射表11的四個角分 別設置一固定塊17,用于對光伏高透玻璃層14進行兩邊四點定位。
[0041] 滑動支架9的一端設有拉手18,便于將樣品測量臺5拉出。
[0042] 箱體1的底部設有風扇2。風扇2可采用風冷風扇，數(shù)量可設置為多個，最好在箱體1 的頂部和/或底部均勻分布，能有效控制電池片的光照溫度。箱體1頂部的風扇2可包括用于 給模擬光致衰減裝置中的電氣部分散熱的電控柜風冷風扇和用于給箱體內(nèi)部測量空間散 熱的系統(tǒng)風冷風扇。
[0043] 箱體1側壁在靠近樣品測量臺5的部分還可W設置防塵散熱片19,能有效控制電池 片的光照溫度。
[0044] 箱體1上設有檢修窗口和工作窗口，維護工作更便捷。
[0045] 溫度光照控制器3可采用TEMI990溫度光照控制器，可實現(xiàn)預約等智能控制。
[0046] 樣品溫度檢測器10可采用PtlOO樣品溫度檢測器，W提高檢測準確度。
[0047] 樣品測量臺5還包括樣品溫度控制器20,可采用紅外傳感器（IR Sensor)溫度控制 器。
[004引該裝置的光照區(qū)域為ImX 1.3m，一次性可W模擬光致衰減48片電池片。
[0049] W上海計量測試技術研究院提供的校準驗證數(shù)據(jù)為A級，模擬光源光譜匹配度的 測量驗證數(shù)據(jù)參見下表1:
[(K)加 ]表1 「n〇c；i 1
[0化2] 實施例2
[0053] 電池片在進行模擬自然光光致衰減時，應>2.5天，總的要求至少累計福照量為 60kWh，福照度和溫度數(shù)據(jù)通過實施例1中裝置的總福射表lUPtlOO樣品溫度檢測器的溫度 探頭提供，可W確保模擬自然光光致衰減的條件達到要求。即：樣品溫度(50±l〇rC，光照 強度（1000±50)W/m2。電池片模擬自然光光致衰減前后需用太陽模擬器進行電性能的測 試，總的光致衰減量應符合標準要求，同時與戶外自然光光致衰減的衰減量相同，單晶應小 于3%、多晶應小于2%，電池片外觀應沒有氧化、缺角、污染和內(nèi)部隱裂等。
[0054] 采用實施例1中模擬光致衰減裝置進行太陽能晶娃光伏電池片標片模擬自然光的 光致衰減：
[0055] (1)將太陽能晶娃光伏電池片樣品作為中間層用普通加厚玻璃和光伏高透玻璃疊 壓電池片，得到樣品福射體15;
[0056] (2)將樣品福射體15放置在總福射表11上，使普通加厚玻璃層12緊挨總福射表11， 光伏高透玻璃層14正對模擬光源4;
[0057] (3)打開模擬光源4對太陽能晶娃光伏電池片樣品進行光照，保持累計福照量為 60kWh;光照時通過溫度光照控制器3調(diào)節(jié)溫度和光照，保持樣品溫度在50°C ± 10°C，光照強 度在 1000W/m2±50W/m2。
[0化引（4)拉出樣品測量臺5,將樣品冷卻至室溫。
[0059] 對編號為1-6的太陽能多晶晶娃光伏電池片標片進行模擬光致衰減，對編號為11- 16的太陽能多晶晶娃光伏電池片標片進行自然光光致衰減，將模擬光致衰減與自然光光致 衰減進行對比，2種方法均采用60kWh的福照量，自然光光致衰減約使用了 1個月的衰減周 期，模擬光致衰減約使用了 2.5天的衰減周期?？偟男仕p趨勢一致，差異約為0.01%，從 而得到了科學的驗證，驗證數(shù)據(jù)參見下表2所示：
[0060] 表2多晶電池片模擬光衰與自然光衰的數(shù)據(jù)對比
[0061]
[0062] 另外，對單晶、多晶產(chǎn)品進行了模擬自然光光致衰減，衰減量也均符合要求，見下 表3所示：
[0063] 表3單晶電池片、多晶電池片模擬自然光光致衰減數(shù)據(jù)
[0064]
[0065] 結論:本實用新型太陽能晶娃光伏電池片的模擬光致衰減裝置及方法，與戶外自 然光光致衰減的衰減量一致，同時單晶衰減量小于3%、多晶衰減量小于2%，且電池片外觀 也沒有氧化、缺角、污染和內(nèi)部隱裂等缺陷，達到了理想的效果。
[0066] 本實用新型太陽能晶娃光伏電池片的模擬光致衰減裝置及方法能夠提供一種穩(wěn) 定的環(huán)境，穩(wěn)定的光照、溫度和濕度，確保達到精確的、理想的測試結果。該裝置及方法，目 前已正式投入使用半年多，能有效保證太陽能光伏電池標片模擬自然光光致衰減的穩(wěn)定、 可靠和有效保證電池效率測試的準確性，較大地節(jié)約了光致衰減實驗的時間。
【主權項】
1. 一種太陽能晶硅光伏電池片的模擬光致衰減裝置，包括密封的箱體;其特征在于:所 述箱體的頂部設有風扇，所述箱體的外表面設有溫度光照控制器，所述箱體內(nèi)部自上而下 依次設有模擬光源和樣品測量臺；所述模擬光源包括氙燈、設置在氙燈正下方的濾光片和 與氙燈錯開設置的金屬鹵素燈;所述樣品測量臺包括滑動支架、樣品溫度檢測器和位于滑 動支架上的總輻射表;所述總輻射表上設有由普通加厚玻璃層、太陽能晶硅光伏電池片樣 品層和光伏高透玻璃層組成的樣品輻射體，所述普通加厚玻璃層緊挨總輻射表，所述光伏 高透玻璃層正對模擬光源;所述滑動支架與箱體下部內(nèi)壁設置的固定滑軌滑動配合。2. 根據(jù)權利要求1所述的模擬光致衰減裝置，其特征在于:所述光伏高透玻璃層的玻璃 毛面向著模擬光源，玻璃光面正對太陽能晶硅光伏電池片樣品。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的模擬光致衰減裝置，其特征在于:所述光伏高透玻璃的透 光率大于等于93% ;所述普通加厚玻璃的厚度為3mm-6mm。4. 根據(jù)權利要求1所述的模擬光致衰減裝置，其特征在于:所述金屬鹵素燈位于濾光片 下方，與氙燈錯開設置。5. 根據(jù)權利要求1所述的模擬光致衰減裝置，其特征在于:所述總輻射表的外邊緣設有 若干個固定塊。6. 根據(jù)權利要求5所述的模擬光致衰減裝置，其特征在于:所述總輻射表為圓形，在總 輻射表的四個角分別設置固定塊。7. 根據(jù)權利要求1所述的模擬光致衰減裝置，其特征在于:所述滑動支架的一端設有拉 手;所述箱體的底部設有風扇，箱體側壁在靠近樣品測量臺的部分設有防塵散熱片。8. 根據(jù)權利要求1所述的模擬光致衰減裝置，其特征在于:所述樣品測量臺還包括樣品 溫度控制器。
【文檔編號】H02S50/15GK205693636SQ201620214671
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年3月18日 公開號201620214671.2, CN 201620214671, CN 205693636 U, CN 205693636U, CN-U-205693636, CN201620214671, CN201620214671.2, CN205693636 U, CN205693636U
【發(fā)明人】閆萍, 周學峰
【申請人】常州天合光能有限公司