[发明专利]一种基于电化学阻抗谱测试分析太阳电池理想因子的方法

说明书

本发明公开了一种基于电化学阻抗谱测试分析太阳电池理想因子的方法，包括以下步骤：(1)在太阳电池上施加不同的正向偏压V，对其进行电化学阻抗谱测试以获得不同偏压下的电化学阻抗谱图谱；(2)利用ZView软件构建太阳电池等效电路并拟合实验测得的电化学阻抗图谱，确定等效电路中化学电容C_μ的电学参数；(3)绘制V和C_μ的曲线图，由图确定化学电容与直流偏压成指数关系的适用条件，进而拟合正向V和lnC_μ的曲线，得到太阳电池的理想因子。本发明采用电化学阻抗谱方法，实现对电池片的无损测试，结合阻抗谱拟合结果，通过公式能够直接计算出太阳电池的理想因子，提高了计算的精度，使得准确分析太阳电池的理想因子变得简便。

技术领域

本发明涉及一种基于电化学阻抗谱测试分析太阳电池理想因子的方法，属于太阳电池参数提取技术领域。

背景技术

光伏发电是解决目前能源紧缺和环境污染的重要途径，而太阳电池是光伏发电系统中的重要组成部分，因此研究反映太阳电池性能优劣的太阳电池参数就尤为重要。太阳电池理想因子是衡量太阳电池性能的重要依据，表征太阳电池中电流-电压特性的非理想性行为。

目前，已有的太阳电池理想因子的确定方法通常比较复杂，例如五点法、CC法、电导法等，它们虽能较为精确的求得理想因子值，但是存在计算复杂，过程繁琐的缺点。也有人利用太阳电池输出特性方程拟合实际测得的太阳电池I-V曲线的方法求解太阳电池参数，虽然简便，但易导致拟合结果误差较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于电化学阻抗谱测试分析太阳电池理想因子的方法，采用电化学阻抗谱方法，实现对电池片的无损测试，结合阻抗谱拟合结果，通过公式能够直接计算出太阳电池的理想因子，提高了计算的精度，使得准确分析太阳电池的理想因子变得简便。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于电化学阻抗谱测试分析太阳电池理想因子的方法，包括以下步骤：

1)选择一片晶硅太阳电池片；

2)在步骤1)所选择的太阳电池片上施加不同的正向直流偏压V，使用电化学工作站对所选择的太阳电池片进行阻抗谱测试，得到不同正向直流偏压下太阳电池片的电化学阻抗图谱；在测试过程中，采用幅值为5～20mV，频率范围为1Hz到1MHz的小振幅交流电压，作为扰动；

3)采用ZView软件建立太阳电池片等效电路模型，对步骤2)测试得到的电化学阻抗图谱进行拟合，得到不同正向直流偏压下等效电路中化学电容C_μ；

4)拟合正向直流偏压V和化学电容C_μ的曲线图；

5)根据步骤4)所拟合的曲线图，确定化学电容与直流偏压成指数关系的偏压起始值V₁，

6)利用化学电容与直流偏压的指数关系式确定一次关系式lnC_μ＝aV+b，拟合正向直流偏压V和lnC_μ在V₁到太阳电池片开路电压V_oc的线性曲线图，得出斜率a；

7)根据a计算太阳电池片理想因子A。

前述的步骤2)中，正向直流偏压V的范围为从零到太阳电池片的开路电压V_oc。

前述的步骤3)中，ZView软件建立的等效电路模型为一个电容C_μ与一个电阻R_r并联后与另一电阻R_s串联所组成，其中，R_r为复合电阻，R_s为串联电阻。

前述的拟合过程如下：