專利名稱：一種太陽電池檢測裝置及應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽電池檢測裝置及應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
自本世紀(jì)以來太陽電池作為一種前景巨大的清潔能源不斷受到追捧，全球的太陽能電池裝機(jī)容量以每年超過30%的增長速度不斷攀升。現(xiàn)階段，安裝在全球各地的太陽電池組件可以分為晶體硅太陽能電池、硅基薄膜太陽電池和化合物半導(dǎo)體薄膜太陽電池。其中，后兩種也被稱為第二代太陽電池。為了提高太陽電池的光轉(zhuǎn)換效率，科研人員提出了多節(jié)太陽電池技術(shù)，將多個不同禁帶寬度的太陽電池通過串聯(lián)方式疊加起來，從而增加對太陽光的吸收范圍，提高電池效率。由于多節(jié)太陽電池是一種具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的組合，為了保證其性能，需要組成該結(jié)構(gòu)的每節(jié)電池具有相同的電流。由于各層電池具有不同的禁帶寬度， 導(dǎo)致各層電池對不同波長的光具有不同的敏感性。所以，對于多節(jié)太陽電池而言，光譜的差異性對其電池性能的影響非常大?，F(xiàn)階段，所有的太陽能組件均是基于AMI. 5的標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)下生產(chǎn)出來的。產(chǎn)品的銷售結(jié)算功率也是基于此標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)下的測試功率，并沒有考慮各產(chǎn)品的最終安裝地點(diǎn)。事實(shí)上，不同的地理位置由于太陽高度角，海拔，氣候等自然條件的不同必然導(dǎo)致其光譜具有一定的差異性。如下的情況可能正在發(fā)生在AMI. 5的條件下表現(xiàn)非常優(yōu)異的太陽電池組件由于其安裝位置的不當(dāng)而不會產(chǎn)生預(yù)期的發(fā)電效能。反之，由于工藝反常而制造出來的太陽電池組件其AMI. 5的條件下表現(xiàn)較差，但是如果被安裝在適合其結(jié)構(gòu)的區(qū)域，其表現(xiàn)可能會與正常工藝太陽電池相當(dāng)。在這種情況下，根據(jù)安裝地的光譜特性調(diào)整電池工藝從而生產(chǎn)與之相匹配的太陽電池，或者將電池用不同光譜條件測試從而了解其適合的安裝地點(diǎn)，成為了一項(xiàng)非常有意義的工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種太陽電池檢測裝置及應(yīng)用方法，其特征在于可以通過光源調(diào)整單元調(diào)整從光源所發(fā)出的光中藍(lán)光及紅光的比例，從而模擬地球不同經(jīng)度/維度地區(qū)的太陽光譜特點(diǎn)，結(jié)合工藝分析單元，從而優(yōu)化太陽電池工藝，同時避免或減輕現(xiàn)有技術(shù)中的一些缺陷。本發(fā)明的裝置通過以下方式實(shí)現(xiàn)可變光譜的光源系統(tǒng)，太陽光譜數(shù)據(jù)庫，工藝分析單元?？勺児庾V的光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作方式主要是以下三種(1)由普通氙燈與鹵素?zé)舻慕M合構(gòu)成，通過分別控制氙燈和鹵素?zé)舻碾妷簛砀淖児庾V的分布。(2)由氙燈與濾光片的組合構(gòu)成，多個氙燈聚焦將入射光強(qiáng)增倍，然后通過向光源和光伏組件之間增加不同的濾光片，從而改變其光源的光譜分布。(3)由高亮度LED芯片涂覆熒光粉方式組成，組成該光源系統(tǒng)的LED芯片被分別涂覆不同種禁帶寬度的熒光粉，從而發(fā)出不同顏色的光。通過改變各個顏色LED芯片的數(shù)目或者改變電流可以調(diào)整光譜的分布。太陽光譜數(shù)據(jù)庫可以直接利用光譜測試儀在各地實(shí)際采集，或者通過簡單的模擬計(jì)算得到。不同地區(qū)由于維度差異引起太陽高度角110的差異公式如下
權(quán)利要求
1.一種太陽電池檢測裝置，該裝置包括光源、光源調(diào)整單元、太陽光譜數(shù)據(jù)庫單元以及工藝分析單元，其特征在于所述光源調(diào)整單元，用于調(diào)整從光源所發(fā)出的光中藍(lán)光及紅光的比例，從而模擬地球不同經(jīng)度/維度地區(qū)的太陽光譜特點(diǎn)；太陽光譜數(shù)據(jù)庫單元，將實(shí)際采集或經(jīng)模擬計(jì)算得到的太陽光譜儲存在計(jì)算機(jī)中，通過數(shù)據(jù)線與工藝分析單元相連接；工藝分析單元，包括電子負(fù)載、電流采樣器、電壓采樣器、電流表、電壓表，電流采樣器 (3)與待測太陽能電池相連、待測太陽能電池兩端并和電壓表相連，電壓表與電壓采樣器相連，電流表與電流采樣器相連，將獲得的數(shù)據(jù)與太陽光數(shù)據(jù)庫單元的比對，通過調(diào)整各層電池材料的厚度及材料成分使組成太陽電池的各節(jié)電池達(dá)到電流平衡。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中光源為氙燈加鹵素?zé)綦p光源組合，或者基于LED技術(shù)的三原色組合光源，或者多個氙燈聚焦光源。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中光源調(diào)整部分的特征是在不改變?nèi)肷涔夤鈴?qiáng)的條件下改變?nèi)肷涔獾墓庾V分布，其實(shí)現(xiàn)方式主要為以下幾種(1)通過改變氙燈和鹵素?zé)舻碾妷海?2)改變?nèi)M合中各燈的電壓，(3)通過不同顏色濾光片來改變氙燈單色光光源的光譜，(4)通過分光光度計(jì)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中太陽光譜數(shù)據(jù)庫是指地球不同緯度/經(jīng)度地區(qū)的年平均太陽光譜，太陽光譜數(shù)據(jù)庫以軟件的方式安裝在電腦上。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽電池檢測裝置，其中，太陽電池可以是單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池、硅基薄膜太陽電池、化合物半導(dǎo)體太陽電池等。
6.如權(quán)利要求6所述的太陽電池檢測裝置，特征在于所述的硅基薄膜太陽電池結(jié)構(gòu)是非晶硅/非晶硅疊層或多層、非晶硅/微晶硅疊層或多層、非晶硅/非晶硅鍺疊層或多層、 或者以上各層的任意組合的多節(jié)結(jié)構(gòu)。
7.—種權(quán)利要求1所述的太陽電池檢測裝置的應(yīng)用方法，其特征在于用光源調(diào)整單元調(diào)整從光源所發(fā)出的光中藍(lán)光及紅光的比例，從而模擬地球不同經(jīng)度/維度地區(qū)的太陽光譜特點(diǎn)；建立太陽光譜數(shù)據(jù)庫，并將其存儲在計(jì)算機(jī)中；用電子負(fù)載、電流采樣器、電壓采樣器與待測太陽能電池相連，將獲得的電流、電壓數(shù)據(jù)與太陽光數(shù)據(jù)庫單元比對，再通過調(diào)整各層電池材料的厚度及材料成分使組成太陽電池的各節(jié)電池達(dá)到電流平衡。
8.如權(quán)利要求7所述的應(yīng)用方法，其特征在于光源調(diào)整部分是在不改變?nèi)肷涔夤鈴?qiáng)的條件下改變?nèi)肷涔獾墓庾V分布，其實(shí)現(xiàn)方式主要為以下幾種(1)通過改變氙燈和鹵素?zé)舻碾妷海?2)改變?nèi)M合中各燈的電壓，(3)通過不同顏色濾光片來改變氙燈單色光光源的光譜，(4)通過分光光度計(jì)。
9.如權(quán)利要求7所述的應(yīng)用方法，其中太陽光譜數(shù)據(jù)庫是指地球不同緯度/經(jīng)度地區(qū)的年平均太陽光譜，其特征是綜合分析不同地區(qū)的由于地理位置以及太陽高度角、海拔、 氣候條件建立全球各地年平均太陽光譜數(shù)據(jù)庫，太陽光譜數(shù)據(jù)庫以軟件的方式安裝在電腦上。
10.如權(quán)利要求7所述的應(yīng)用方法，所述太陽電池是單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池、硅基薄膜太陽電池或化合物半導(dǎo)體太陽電池。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽電池檢測裝置，該裝置包括光源、光源調(diào)整單元、太陽光譜數(shù)據(jù)庫單元以及工藝分析單元，其特征在于所述光源調(diào)整單元，用于調(diào)整從光源所發(fā)出的光中藍(lán)光及紅光的比例，從而模擬地球不同經(jīng)度/維度地區(qū)的太陽光譜特點(diǎn)；太陽光譜數(shù)據(jù)庫單元，將實(shí)際采集或經(jīng)模擬計(jì)算得到的太陽光譜儲存在計(jì)算機(jī)中，通過數(shù)據(jù)線與工藝分析單元相連接；工藝分析單元，包括電子負(fù)載、電流采樣器、電壓采樣器、電流表、電壓表，電流采樣器(3)與待測太陽能電池相連、待測太陽能電池兩端并和電壓表相連，電壓表與電壓采樣器相連，電流表與電流采樣器相連，將獲得的數(shù)據(jù)與太陽光數(shù)據(jù)庫單元的比對，通過調(diào)整各層電池材料的厚度及材料成分使組成太陽電池的各節(jié)電池達(dá)到電流平衡。
文檔編號G01R31/26GK102331552SQ20111021287
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者夏慶鋒 申請人:常州時創(chuàng)能源科技有限公司