[发明专利]一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置及方法，属于光伏技术领域。

背景技术

光照会使电池性能不断衰减，最后达到饱和值：光照或电流注入导致硅片中的硼和氧形成硼氧复合体，从而使少子寿命降低，引起电池转换率下降，但经过退火处理，少子寿命又可被恢复，其可能的反应为Bs+2Oi→BsO2i    BsO2i→Bs+2Oi；

对电池片进行先前光照衰减，光伏组件输出功率的衰减可分为两个阶段：

第一个阶段，可以把它称作初始的光致衰减，第一个阶段即光伏组件的输出功率在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降，但随后趋于稳定。导致这一现象发生的主要原因是P型(掺硼)晶体硅片中的硼氧复合体降低了少子寿命。

第二个阶段，可以把它称作组件的老化衰减，第二个阶段即在长期使用中出现的极缓慢的功率下降，产生的主要原因与电池缓慢衰减有关，也与封装材料的性能退化有关。

为什么光致衰减现象又被关注；P型(掺硼)的太阳电池的光致衰减现象是在七十年发现的，为什么近期光伏产业界和研究机构又对此产生了较大的关注呢？其主要原因是由于光致衰减导致的一些光伏组件的功率下降幅度远远超出了客户所能接受的范围，这就使组件制造商面临着潜在的赔偿风险。

导致光伏组件功率出现早期下降的主要原因有：

(一)硅片质量差，导致电池出现较大幅度的初始光致衰减；

(二)组件制造工艺不合理，出现诸如电池片隐裂、EVA交联度不好、脱层、焊接不良等质量问题；

(三)一些组件制造商功率测试不准确或有意在输出功率上虚报。

一.P型(掺硼)晶体硅太阳电池初始光致衰减机理：

30多年前，H.Fischer and W.Pschunder等人首次观察到P型(掺硼)晶体硅太阳电池的初始光致衰减现象。

大家基本一致的看法是：光照或电流注入导致硅片中的硼和氧形成硼氧复合体，从而使少子寿命降低，引起电池转换效率下降，但经过退火处理，少子寿命又可被恢复，其可能的反应为：

光照或电流注入Bs+Bs+2Oi少子寿命高)(少子寿命高)；

退火处理BsO2i少子寿命低)(少子寿命低)；

1、由于光伏组件的初始光致衰减是由电池的初始光致衰减导致的，对电池片进行先前的光照，使电池的初始光致衰减发生在组件制造之前；光伏组件的初始光致衰发生在组件制造之前，光伏组件的初始光致衰减就非常小了，完全可以控制在测量误差之内。同时也大幅度的减少了光伏组件出现热斑的几率，提高了光伏组件的输出稳定性，为的用户带来更多的效益。

2、尽管先前光照衰减是一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置亡羊补牢的方法，但在硅片质量没有得到有效的改善之前，使用此方法是解决光伏组件初始光致衰减问题的有效措施。

发明内容

为了克服现有的不足，本发明提供一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置。

本发明解决其技术问题提供一种太阳能电池衰减测试模拟光源装置，包括灯箱、模拟太阳灯、温度传感器、辐照计、制冷冷水机、冷却管和电控面板，在灯箱内装有模拟太阳灯、温度传感器、辐照计和冷却管，在灯箱外装有制冷冷水机，制冷冷水机由温度传感器控制，模拟太阳灯由辐照计控制，模拟太阳灯的光照强度为0.5～2.0kW/m2。

一种太阳能电池衰减测试模拟方法，含有以下步骤：

步骤1、在试验和测试过程中控制光照强度、光照时间、环境温度，光强可调，通过增加灯的数量和调节灯和台面的距离来实现，制冷冷水机由温度传感器控制，模拟太阳灯由辐照计控制，模拟太阳灯的光照强度为0.5～2.0kW/m2；

步骤2、模拟组件环境下的衰减，电池片上面有透明玻璃；

步骤3、同时通氮气和控制温度，模拟无氧环境；

步骤4、启动冷却系统，实现恒温衰减；

步骤5、以不同速度转动圆盘，保证台面上的电池片受到同样条件的辐射；

步骤6、添加干燥剂，去除水汽的影响；

步骤7、测量出起始端和终了端的电参数，准算出电池片的使用寿命；

步骤8、关闭测量启动开关，对产品的合格品进行筛选和记录；

步骤9、将设备复归到下一次的检测状态。

由于采用了特定光照强度在预定环境温度下对太阳能电池片进行定时衰减光照试验，只要测量出起始端和终了端的电参数，就能准算出电池片的使用寿命，在试验和测试过程中光照强度、光照时间、环境温度均能控制，它克服了自然光照射所存在的缺点，能使太阳能电池衰减测试设备所得测试数据重复性好，可信度高。