CN101881809B - 20倍聚光电池测试系统装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种20倍聚光电池的测量系统装置，属于太阳能电池测试方法技术领域。本发明的20倍聚光太阳电池测试系统装置是利用传统的商业化太阳电池测试仪的光源和测量部件，加装了经过设计的聚光单元，改造了电接触部分，由铜板平行接触与电池电极相连。组成了能够测量20倍标准以下聚光电池的测量仪。

Description

20倍聚光电池测试系统装置
技术领域
本发明涉及一种20倍聚光电池的测量系统，属于太阳能电池测试方法技术领域。
背景技术
当阳光照射到太阳电池时，可以在没有机械转动或没有污染性副产物的情况下将入射光能直接转换成电能。太阳电池早已不是实验室仅有的珍品，对它的使用已经有50多年的历史。开始时太阳电池是主要作为空间电源，现在已经在地面发电上占据越来越大的份额。不久的将来，这类电池的制造技术将得到进一步改进，太阳电池的生产成本将逼近火力发电的水平，从而为人类提供一种物美价廉的能源，为世界能源需求做出巨大贡献。
在目前的太阳能电池工艺条件下，一种降低成本的可行途径是将阳光会聚，以减少给定功率下发电所需要的电池面积。采用聚光方法，能够使系统成本中的一部分从电池转移到聚光元件和跟踪系统上。
相对于高倍聚光系统，20倍以下的聚光在冷却等方面要克服的技术困难小得多，而且可以应用大量生产的常规光电池，从而收到双重的经济效果。研究制造一套聚光系统必需有精确稳定的电池测量设备，目前还没有专门提供此种测试条件的设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够测量20倍标准光下的聚光电池的测量仪。
本发明提供的20倍聚光电池测试系统装置包括有：模拟标准光源、透镜I、透镜II、上夹具铜板、下夹具铜板、带绝缘的引线柱、绝缘胶带层、导线、待测电池、及常用配套装置：电性能测试仪、光源开关、光源控制器、变压器、电脑和显示器、交流电源；其特征在于：设有光源开关控制的模拟标准光源，它为发光功率可调的氙灯标准发光源；在该标准光源下面设有一个聚光的透镜I和一个发散平行光的透镜II；透镜由可调节支架支撑、并可调节透镜间距，以改变透镜焦距；在透镜下面设置有接受平行光照射的电池测量台，该测量台由上夹具铜板和下夹具铜板组成，中间铺有绝缘胶带层，待测电池设置于两夹具铜板之间；两铜板上面分别设有带绝缘的引线柱，通过导线与电性能测量仪上的接线柱相连接；电性能测量仪与电脑和显示器相连；测试信号通过测量仪被电脑软件编译记录，电性能测量仪由交流电源经变压器供给电源；光源控制器对模拟标准光源进行控制；所述透镜I的直径Φ为240mm，曲率半径R为460mm；所述透镜II的直径Φ为50mm，曲率半径R为115mm。
本发明利用了传统的商业化太阳电池测试仪的光源和测量部件，加装了经过设计的聚光单元，改造了电接触部分，由铜板平行接触与电池电极相连，组成能够测量20倍标准以下的聚光电池的测量仪。
本发明的20倍聚光电池测试系统装置的运作过程如下所述：
1.从发光功率可调的光源中发射出一定强度的光，通过滤光镜使光谱符合AM1.0，AM1.5等标准。
2.标准光通过两个透镜组成的系统，光在系统中的‘透镜I’产生会聚，焦平面与‘透镜II’重合，并且通过‘透镜II’变成平行光，然后照射在电池测量台面上。透镜由可调节支架支撑，通过改变透镜焦距和调节透镜间距，可以获得20倍以下任意倍数的聚光测试效果。
3.放置在测量台上的太阳电池通过铜夹具引出电信号。夹具的下层铜板作为测试正极，夹具上层铜板作为测试负极，分别通过导线和测量仪连接。上夹具和下夹具之间使用绝缘材料作绝缘隔离。上夹具使用螺丝固定在下夹具上，螺丝的外侧用塑料绝缘。
4.测试信号通过测量仪被电脑测试软件编译记录。
附图说明
图1为本发明聚光电池测试系统装置的结构示意图。
图2本发明中透镜I的设计图。
图3为本发明透镜II的设计图。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例：参见图1，本实施例中的20倍聚光电池测试系统装置，包括有：模拟标准光源1、透镜I 2、透镜II 3、上夹具铜板4、下夹具铜板5、带绝缘的引线柱6、绝缘胶带层7、导线8、待测电池9、及常用配套装置：电性能测试仪、光源开关、光源控制器、变压器、电脑和显示器、交流电源；设有光源开关控制的模拟标准光源1，它为发光功率可调的氙灯标准发光源；在该标准光源1下面设有一个聚光的透镜I 2和一个发散平行光的透镜II 3；透镜由可调节支架支撑、并可调节透镜间距，以改变透镜焦距；在透镜下面设置有接受平行光照射的电池测量台，该测量台由上夹具铜板4和下夹具铜板5组成，中间铺有绝缘胶带层7，待测电池9设置于两夹具铜板之间；两铜板上面分别设有带绝缘的引线柱6，通过导线8与电性能测量仪上的接线柱相连接；电性能测量仪与电脑和显示器相连；测试信号通过测量仪被电脑软件编译记录，电性能测量仪由交流电源经变压器供给电源；光源控制器对模拟标准光源进行控制。参见图2，所述透镜I 2的直径Φ为240mm，曲率半径R为460mm；所述透镜II 3的直径Φ为50mm，曲率半径R为115mm。
本实施例中的聚光电池测量系统装置的运作过程如下：
1)如图1中所示，在光源控制器的控制下，模拟光源氙灯光源1发射出强度近似1000W/m2的光，并且通过滤光镜使得发出的光谱符合AM1.5测试标准。光源开关控制模拟光源的开关。
2)标准光通过‘透镜I’2产生会聚，焦平面与‘透镜II’3重合，并且通过‘透镜II’3以后变成平行光，照射在电池测量台面上。透镜由可调节支架支撑，通过改变透镜焦距和调节透镜间距，可以获得20倍以下任意倍数的聚光测试效果。
3)放置在测试台上的太阳电池通过铜夹具引出电信号。夹具的下层铜板5作为测试正极，夹具上层铜板4作为测试负极，分别通过导线8和电性能测试仪连接。上夹具和下夹具之间使用聚酰亚胺胶带7作绝缘隔离。上夹具使用金属螺丝固定在下夹具上，金属螺丝的外侧用塑料绝缘。此处，金属螺丝也即是引线柱6。
4)测试信号通过电性能测试仪被传输到电脑上，由电脑测试软件编译记录。
5)测试系统使用220V交流电，电性能测试仪需要配备变压器。
6)本测试系统成功模拟出20倍标准测试光强，测量了两个聚光电池的电性能，测试结果如下表1所示：
表1使用本发明测试系统对两个样品的测量结果
Figure BSA00000187947200031

Claims (1)

1.一种20倍聚光电池测试系统装置，包括模拟标准光源(1)、透镜I(2)、透镜II(3)、上夹具铜板(4)、下夹具铜板(5)、带绝缘的引线柱(6)、绝缘胶带层(7)、导线(8)、待测电池(9)、及常用配套装置：电性能测试仪、光源开关、光源控制器、变压器、电脑和显示器、交流电源；其特征在于设有光源开关控制的模拟标准光源(1)，它为发光功率可调的氙灯标准发光源；在该标准光源(1)下面设有一个聚光的透镜I(2)和一个发散平行光的透镜II(3)；透镜由可调节支架支撑、并可调节透镜间距，以改变透镜焦距；在透镜II(3)下面设置有接受平行光照射的电池测量台，该测量台由上夹具铜板(4)和下夹具铜板(5)组成，中间铺有绝缘胶带层(7)，待测电池(9)设置于两夹具铜板之间；两铜板上面分别设有带绝缘的引线柱(6)，通过导线(8)与电性能测量仪上的接线柱相连接；电性能测量仪与电脑和显示器相连；测试信号通过测量仪被电脑软件编译记录，电性能测量仪由交流电源经变压器供给电源；光源控制器对模拟标准光源进行控制；所述透镜I(2)的直径Φ为240mm，曲率半径R为460mm；所述透镜II(3)的直径Φ为50mm，曲率半径R为115mm。
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