[发明专利]一种再现功能的太阳能电池测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体材料检测方法，特别涉及一种再现功能的太阳能电池测试系统。

背景技术

进入21世纪，太阳能电池发电处于突出位置，成果显著。太阳能光伏发电系统的广泛应用中，体现在太阳能电池发电技术商业化，以下两点显得尤为重要：

1、太阳能电池产品效率的提高，因此研究测试太阳能电池本身的转换效率是一个值得关注的研究领域；

2、太阳能电池产品的多元化，如非晶硅薄膜电池、单晶硅电池和新型HIT电池等。因此研究一种高精确度通用的太阳能电池测试系统是有着非常重大的实用意义的。

通常可以将测试太阳能电池的电性能归结为测试它的伏安特性，由于伏安特性与测试条件有关，因此必须在统一规定的测试标准条件下进行测量。北京新时代出版社1987年12月出版的《太阳光发电》97-149页描述了一种太阳能电池测试的标准条件：总辐射为AM1.5的标准太阳光光谱，标准测试温度为25℃±2℃。于此标准测试条件下，测试单体太阳能电池的参数主要有：开路电压、短路电流、最佳工作电压、最佳工作电流、最大输出功率、填充因子、光电转换效率、内部串联电阻、内部并联电阻等宏观参量。

依据上述测试原理，现代太阳能电池测试装置是由太阳光模拟器、电子负载及微机数据处理系统等几个部分组成的成套或配套设备。现在业界太阳光模拟器有稳态式和脉冲式两种，两种方式所模拟的太阳光谱和AM1.5下标准太阳光谱接近但不吻合，称为光谱失配。光谱失配直接导致测试精度降低，从而影响太阳能电池的制造。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动复现功能的测试方案，纠正光谱失配引起的误差，使测试结果更精确。

一种再现功能的太阳能电池测试系统，由太阳光模拟器、数据采集设备和数据处理设备组成，其特征在于，所述数据采集设备可以读取太阳能电池的即时电流、电压、相应的温度参数和光谱测量值，并将其数据传输至数据处理设备；数据处理设备接受数据采集设备的数据，对数据进行处理，并最终完成对标准状态下IV值得复现。

数据处理设备中预先存储有AM1.5下标准太阳光谱数据、标准光谱响应数据及其它已知参数

使用本发明进行太阳能电池测试时的步骤有：

(1)测量AM1.5下标准太阳光谱、标准电池的光谱响应和太阳光模拟器的光谱数据，并将之存入数据处理设备；

(2)开启太阳光模拟器照射测试太阳能电池，数据采集设备测试太阳能电池的光谱响应、IV值和相应的温度参数，并将数据传输至数据处理设备；

(3)数据处理设备计算出复现因子A_ST，并依据A_ST和温度参数，将非标准的电流值复现到标准条件下的电流值，得到复现后的太阳能电池相关参数，如填充因子、转换效率等，并绘出最终标准条件下的IV特性曲线。

经上述步骤(2)采集的电池光谱响应、IV值由于测试环境的温度变化和模拟太阳光源光谱与标准太阳光谱不匹配会产生较大的误差。在实施例中，将详细介绍数据处理设备对测试数据处理修正误差、复现IV值得方法。

相比现有技术，本发明具有实质性特点和显著进步，本发明可以在原测试硬件平台上，通过软件升级的方式引入自动复现系统，高效可靠的纠正原测试平台中光谱失配的弊端，免去了升级硬件平台带来的资金、资源的浪费，具有很高的性价比。

附图说明

图1为本发明太阳能电池测试系统框图

图2为使用本发明修正后的IV曲线与实际测量的IV曲线比较图

图3为本发明中复现算法流程图

具体实施方式

本太阳能电池测试系统能够根据测试时间控制太阳光模拟器的开关，通过采样电路、温度传感器和数据采集卡(DAQ)读取太阳能电池的即时电流、电压和相应的温度和光谱测量值等参数，经过计算机的数值运算处理，得到逼近标准测试条件下的I、V值，从而绘出逼近标准测试条件下的I-V特性曲线，并计算得出填充因子、光电转换效率等参数。

为实现上述功能，本实施例中的太阳能电池测试系统由ADLINK公司生产的PCI-9111系数据采集卡(DAQ)、X86兼容机、Nicolet公司生产红外光谱仪和国产短弧氙灯系统组成。进行测试的太阳能电池为标准电池(SANYO ELECTRIC CO.LTD，条件：AM1.5，辐照度：1000.0W/m²，温度：25±1℃，I_sc＝6.58mA，V_oc＝2.48V)。