CN102073006A - 一种太阳能电池电性能标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能电池电性能标定方法。该方法在用第一级别的太阳能电池标定第二级别的太阳能电池中包括：采用第一级别的太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定；若太阳能电池测试模拟仪对第一级别的太阳能电池的电性能测试值与第一级别太阳能电池的电性能标称值偏差不超过第一阈值，则采用太阳能电池测试模拟仪对通过电性能检测后的待测的第二级别太阳能电池进行至少两次电性能测试；若待测的第二级别太阳能电池在至少两次电性能测试中的测试值均达到作为第二级别太阳能电池的标准，且测试值的偏差不超过第二阈值，则将待测的第二级别太阳能电池作为第二级别太阳能电池。本发明实现了对生产过程的控制，提高了太阳能电池标定的准确性。

Description

一种太阳能电池电性能标定方法

技术领域

本发明涉及太阳能制备技术领域，尤其涉及一种太阳能电池电性能标定方法。

背景技术

目前，光伏行业发展非常迅速，对光伏产品的性能及其稳定性的要求也日益提高。在现有技术中，太阳能电池的电性能标定及制备包括以下流程：

首先，从生产线上随机选取太阳能电池作为待标定太阳能标准电池，然后将该太阳能电池送到相关机构进行一级太阳能标准电池的标定。其中，一级太阳能电池是指由国家实验室或相关具备标定太阳能电池各电性能的单位进行标定的太阳能电池。

其次，标定二级太阳能电池。随机选取太阳能电池，用一级太阳能电池对其进行标定，符合要求的太阳能电池即为二级太阳能电池。

然后，使用标定好的二级太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定，仪器符合要求时，即可投入太阳能电池的批量生产。

最后，为了进一步保证生产的太阳能电池的电性能，还可以对成品太阳能电池进行复测。

在上述流程中，尤其是在标定二级太阳能电池的过程中，无论从待标定二级太阳能电池的选择上，还是在其标定过程中，二级太阳能电池的标称值和实际值之间都可能存在较大的误差，再用二级太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定，又将误差引入到批量生产的太阳能电池中，造成了大量太阳能电池的标称电性能与真实值偏差较大，不满足客户需求，即使通过最后的复测也只验证了设备等部分因素对测试结果的影响，而太阳能电池测试标准本身的影响无法进行验证，无法从根本上提高太阳能电池电性能标定的准确性。

发明内容

本发明实施例提供一种太阳能电池电性能标定方法，能够提高对太阳能电池电性能标定的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明实施例的技术方案如下：

本发明实施例提供了一种太阳能电池电性能标定方法，在用第一级别的太阳能电池标定第二级别的太阳能电池的过程中，所述方法包括：

采用第一级别的太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定；

若所述太阳能电池测试模拟仪对所述第一级别的太阳能电池的电性能测试值与所述第一级别的太阳能电池的电性能标称值偏差不超过第一阈值，则采用所述太阳能电池测试模拟仪对通过电性能检测后的待测的第二级别太阳能电池进行至少两次电性能测试；

若所述待测的第二级别太阳能电池在至少两次电性能测试中的测试值均达到作为第二级别太阳能电池的标准，且测试值的偏差不超过第二阈值，则将所述待测的第二级别太阳能电池作为第二级别太阳能电池。

进一步，所述第一级别的太阳能电池为一级太阳能电池，所述第二级别的太阳能电池为二级太阳能电池。

进一步，还包括：

采用前一批次标定的二级太阳能电池对所述太阳能电池测试模拟仪进行标定，若所述太阳能电池测试模拟仪对所述前一批次标定的二级太阳能电池的电性能测试值与所述前一批次标定的二级太阳能电池的电性能标称值偏差不超过第三阈值，则采用所述太阳能电池测试模拟仪对选取的待测二级太阳能电池进行至少两次电性能测试。

进一步，还包括：

选取同一批次的待测太阳能电池进行串联、并联和反向漏电测试，获得所述同一批次内各待测太阳能电池的电性能衡量值，以及所述同一批次内所有待测太阳能电池的电性能衡量值的平均值；

在所述同一批次的待测太阳能电池中，选取所述电性能衡量值大于等于所述电性能衡量值的平均值的待测太阳能电池，作为所述通过电性能检测后的待测二级太阳能电池。

进一步，还包括：

在所述采用所述太阳能电池测试模拟仪对选取的待测二级太阳能电池进行至少两次电性能测试时，若连续测试的待测二级太阳能电池在至少两次电性能测试中的测试值偏差均超过所述第二阈值，且所述连续测试的待测二级太阳能电池的数量超过第四阈值，则重新执行对所述太阳能电池测试模拟仪进行标定的步骤。

进一步，还包括：

对一级太阳能电池进行送检测试，若测试获得的电性能测试值与所述一级太阳能电池的电性能标称值的偏差不超过第五阈值，则采用所述一级太阳能电池对所述太阳能电池测试模拟仪进行标定。

进一步，每批送检测试的所述一级太阳能电池的数量为5～10片。

进一步，还包括：

采用至少两片太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行重复标定；

若所述太阳能电池测试模拟仪对每片太阳能电池进行至少两次测试，获得的电性能测试值之间的偏差均不超过第六阈值，则采用所述太阳能电池测试模拟仪进行太阳能电池的批量生产。

进一步，采用的所述太阳能电池的数量为20～30片。

进一步，还包括：

采用太阳能电池对至少两台太阳能电池测试模拟仪进行一致性标定；

若各所述太阳能电池测试模拟仪对同一片太阳能电池测试获得的电性能测试值之间的偏差均不超过第七阈值，则采用所述至少两台太阳能电池测试模拟仪进行太阳能电池的批量生产。

本发明实施例通过对一级太阳能电池送检测试、对测试模拟仪进行多次标定、对待测二级太阳能电池进行筛选等措施，实现了对生产过程的控制，保证了生产的太阳能电池的可靠性和稳定性，从根本上提高太阳能电池电性能标定的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一种太阳能电池电性能标定方法流程图；

图2是本发明实施例另一种太阳能电池电性能标定方法流程图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，附图仅提供参考与说明，并非用来限制本发明。

在现有技术中，在用一级太阳能电池标定二级太阳能电池时可以包括以下步骤，首先，用标定好的一级太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定。其中，太阳能电池测试模拟仪是一个用来模拟太阳能光照环境，对太阳能电池电性能进行标定的设备。然后，在生产线上随机选取待测二级太阳能电池，用标定过的太阳能电池测试模拟仪对这些待测二级太阳能电池进行测试，若测试值达标即可将该待测二级太阳能电池作为二级太阳能电池，应用于对太阳能电池测试模拟仪的标定中。

该现有技术方法只对待测二级太阳能电池进行了一次测试，测试过程中可能存在较大的误差，而且随机选取的待测二级太阳能电池也可能在使用过程中出现不同的衰减情况，容易出现其标称值和实际值之间都可能存在较大误差的情况，后续再用二级太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定，又将误差引入到批量生产的太阳能电池中，会造成大量太阳能电池电性能测试不准确，即使通过最后的复测也只能对成品太阳能电池进行筛选，而无法从根本上提高太阳能电池电性能标定的准确性。

基于此，本发明实施例提供了一种太阳能电池电性能标定方法，可以通过增加生产过程中的控制措施，解决生产过程中存在的不稳定因素，从根本上提高太阳能电池电性能标定的准确性。下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行描述。

参见图1，为本发明实施例一种太阳能电池电性能标定方法流程图。

该方法可以包括：

首先，从生产线上随机选取太阳能电池作为待标定太阳能标准电池，然后将该太阳能电池送到相关机构进行一级太阳能标准电池的标定。其次，用一级太阳能电池标定二级太阳能电池。然后，使用标定好的二级太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定，仪器符合要求时，即可投入太阳能电池的批量生产。其中，在用一级太阳能电池标定二级太阳能电池的过程中，该方法包括：

步骤101，采用一级太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定。

在本步骤中，采用已经由国家实验室或相关具备标定太阳能电池各电性能的单位进行标定的太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定，其中，该一级太阳能电池的电性能标称值为已知量。该标定过程也即通过太阳能电池测试模拟仪对一级太阳能电池的电性能测试，来根据测试结果判定该太阳能电池测试模拟仪是否符合要求可以应用于后续步骤的过程。

将该太阳能电池测试模拟仪对一级太阳能电池的电性能测试值与该一级太阳能电池的标称值进行对比，若偏差不超过第一阈值，即符合一定要求，则认为该太阳能电池测试模拟仪已被标定，可以用来测试其它太阳能电池。

步骤102，采用标定的太阳能电池测试模拟仪对通过电性能检测后的待测二级太阳能电池进行至少两次电性能测试。

在本实施例中，首先对待测二级太阳能电池通过电性能检测进行筛选，具体的筛选过程请参照后续实施例的描述。然后，采用标定合格的太阳能电池测试模拟仪对筛选出的待测二级太阳能电池进行电性能测试，每片待测二级太阳能电池至少进行两次测试，例如可以是2～3次。其中，太阳能电池测试模拟仪对太阳能电池电性能进行测试的过程为现有技术，此处不再赘述。

步骤103，将满足条件的待测二级太阳能电池作为二级太阳能电池。

如果待测二级太阳能电池在多次电性能测试中的测试值均达到作为二级太阳能电池的标准，且每次测试值之间的偏差均不超过第二阈值，则可将该待测二级太阳能电池作为二级太阳能电池，至少两次电性能测试中的测试值的平均值可以作为该二级太阳能电池的电性能标称值。其中第二阈值可以根据需要进行设定，此处不作限制。

本发明实施例通过对待测二级太阳能电池进行筛选，而且采用标定的太阳能电池测试模拟仪对待测二级太阳能电池进行多次电性能测试，保证了用于标定太阳能电池测试模拟仪的二级太阳能电池的可靠性和稳定性，从而实现了对生产过程的控制，从根本上提高了太阳能电池电性能标定的准确性。

由于一级太阳能电池成本较高，且数量受一定限制等，上述步骤101～103在误差允许范围内还可以应用于采用二级太阳能电池对三级太阳能电池进行标定(代替上述采用一级太阳能电池标定二级太阳能电池)，然后使用标定好的三级太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定的过程，仪器符合要求时，即可投入太阳能电池的批量生产。以此类推，上述方法均可应用于采用第一级别的太阳能电池标定第二级别的太阳能电池，及使用标定好的第二级别的太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定的过程，此处的第一级别的太阳能电池不仅限于一级太阳能电池，第二级别的太阳能电池不仅限于二级太阳能电池。

参见图2，为本发明实施例另一种太阳能电池电性能标定方法流程图。

该方法可以包括：

步骤201，采用一级太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定。

首先，选取一级太阳能电池。

在选取一级太阳能电池之前，对一级太阳能电池可以定时进行送检测试，每批送检5-10片，若测试获得的电性能测试值与一级太阳能电池的电性能标称值的偏差不超过一定阈值，则该一级太阳能电池可以启用，以对太阳能电池测试模拟仪进行标定。

由于同一批次送检的一级太阳能电池为5-10片，若该同批次的电池之间也存在偏差，则无法确定选取哪片作为标定太阳能电池测试模拟仪的一级太阳能电池，此时，还可以对该一级太阳能电池进行二次验证，采用已标定好二级太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定，然后再用标定好的测试模拟仪对待验证的一级太阳能电池进行测试，选取测试值与标称值偏差最小的一级太阳能电池作为优先启用的一级太阳能电池。

其次，用选取的一级太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定。

具体的标定过程与前述实施例中的步骤101类似，此处不再赘述。

步骤202，采用前一批次标定的二级太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定。

在本实施例中，除了采用一级太阳能标准电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定之外，还可以进一步采用前一批次二级太阳能标准电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定。

若太阳能电池测试模拟仪对前一批次标定的二级太阳能电池的电性能测试值与前一批次标定的二级太阳能电池的电性能标称值偏差不超过一定阈值，再使用该太阳能电池测试模拟仪执行下一步骤。

如果该太阳能测试模拟对前一批次标定的二级太阳能电池的电性能测试值与前一批次标定的二级太阳能电池的电性能标称值偏差超过该阈值，则可以对该太阳能电池测试模拟仪进行参数调整，然后再执行本步骤202或步骤201及步骤202对太阳能电池测试模拟仪进行标定。

另外，执行步骤201采用一级太阳能电池进行标定时，由于一级太阳能电池的标称值是由权威机构出具的，具有权威性，满足真实值与标称值符合国际标准要求的报告，因此，测试值与标称值偏差符合范围，意味着测试模拟仪满足要求，而后续所生产的产品性能也符合相关技术标准。

执行步骤202采用前一批次标定的二级太阳能电池进行标定时，保证了前一批次二级太阳能电池和用标定后的测试模拟仪后续标定的本批次二级太阳能电池之间标准的延续性，减小了批次间二级太阳能电池的偏差，使得各批次二级太阳能电池的标准满足以下延续性：

批次	延续性
		1	启用一级太阳能电池的标准
2	与批次1保持延续
		3	与批次1、2保持延续
4	与批次2、3保持延续
		5	与批次3、4保持延续
6	与批次4、5保持延续

步骤203，选取待测二级太阳能电池。

首先，选取生产线上同一批次的待测太阳能电池进行串联、并联和反向漏电测试，获得同一批次内各待测太阳能电池的电性能衡量值，以及同一批次内所有待测太阳能电池的电性能衡量值的平均值；

其次，在同一批次的待测太阳能电池中，选取电性能衡量值大于等于电性能衡量值的平均值的待测太阳能电池，作为通过电性能检测后的待测二级太阳能电池。

这样可以减少生产过程中，因太阳能电池测试模拟仪光谱分布与太阳光光谱分布偏差、太阳能电池生产工艺改变使成品太阳能电池光谱响应不同等因素带来的偏差。

在选取待测二级太阳能电池之后，还可以对待测二级太阳能标准电池进行光照衰减后标号。因电池片初期存在较大衰减，因此初期需在隔绝空气基础上进行光照衰减，以保证后续使用过程中标准片的使用周期和质量；注意标号方式应对太阳能电池质量不产生任何影响。

步骤204，采用标定的太阳能电池测试模拟仪对通过电性能检测后的待测二级太阳能电池进行至少两次电性能测试。

若待测二级太阳能电池在至少两次电性能测试中的测试值均达到作为二级太阳能电池的标准，且测试值的偏差不超过第二阈值，则该待测二级太阳能电池作为二级太阳能电池。可直接将测试值的平均值作为该片二级太阳能标准电池标称值。

如个别待测二级太阳能电池的测试值偏差较大，则弃用该片太阳能电池作二级太阳能标准电池资格。

若连续测试的待测二级太阳能电池在至少两次电性能测试中的测试值偏差均超过第二阈值，且连续测试的待测二级太阳能电池的数量超过第四阈值，则说明太阳能电池测试模拟仪可能存在问题，需重新标定太阳能电池测试模拟仪，进而重新执行对太阳能电池测试模拟仪进行标定的步骤。

在标定二级太阳能电池的过程中还可以随时求取待测二级太阳能电池的测试平均值，以验证该平均值是否在标称值的一定范围内，再次验证该待测二级太阳能电池是否延续了现行标准。

步骤205，采用标定好的二级太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定。

在批量生产太阳能电池之前，使用二级太阳能标准电池对太阳能电池测试模拟仪进行标准测试环境验证，每次选用至少三片。按一下要求进行判断：一、当三片二级太阳能标准电池测试值与标称值偏差全部符合标准要求，开始正常生产；二、当三片二级太阳能标准电池测试值与标称值偏差值中，两组满足标准要求，替换偏差值不满足标准要求的二级太阳能标准电池，再次验证直至全部满足标准要求；三、当三片二级太阳能标准电池测试值与标称值偏差值中，仅一组满足标准要求，全部更换为新二级太阳能标准电池，再次验证是否符合标准要求；四、当三片二级太阳能标准电池测试值与标称值偏差全部不符合标准要求，用该批次二级太阳能标准电池对太阳能电池测试模拟仪进行调整，直至全部符合标准要求。

其中，每批次二级太阳能标准电池片限制使用时间和测试次数，当时间或是次数超过标准要求后必须及时更换。除第一次启用二级太阳能标准电池时可按每片进行更换，后续更换时可以按照批次进行更换，即每次需更换全部三片二级太阳能标准电池。以上过程与现有技术类似，此处不再赘述。

步骤206，采用太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行重复性标定。

该步骤实际为对同一台太阳能电池测试模拟仪的重复标定。可以随机选取至少两片太阳能电池对同一台仪器进行标定，在本实施例中，采用的太阳能电池的数量为20～30片。通过太阳能电池测试模拟仪对每一片二级太阳能电池进行重复测试，对比每一片二级太阳能电池的两次测试值，可以充分验证太阳能电池测试模拟仪是否处于稳定状态，是否可用于生产，如果达到一定数量的二级太阳能电池的两次测试值之间的偏差均满足一定阈值(第六阈值)，则可认为可用于生产，否则需要查找原因对太阳能电池测试模拟仪进行调整。具体的电池数量和阈值可以根据需要进行确定。显然，用于标定太阳能电池测试模拟仪的太阳能电池越多，发现仪器问题的几率越大，而且，越能真实反馈仪器存在的偏差。

采用太阳能电池测试模拟仪对太阳能电池进行测试时，每片太阳能电池上都注有测试方向，在本步骤中采用太阳能电池测试模拟仪对太阳能电池进行测试时，要按照电池上标注的测试方向进行测试。

步骤207，采用太阳能电池对至少两台太阳能电池测试模拟仪进行一致性标定。

在实际生产时，有可能多台太阳能电池测试模拟仪同时工作，此时在生产之前，还可以用同一片太阳能电池对多台太阳能电池测试模拟仪进行一致性的标定，以保证多台太阳能电池测试模拟仪生产出的同一批太阳能电池具有相同的标准。

若各太阳能电池测试模拟仪对同一片太阳能电池测试获得的电性能测试值之间的偏差均不超过第七阈值，则采用该至少两台太阳能电池测试模拟仪进行太阳能电池的批量生产。该过程可以采用多片太阳能电池重复执行上述一致性标定步骤。

因仪器类型不同，太阳能电池测试模拟仪所用的模拟光源也不同，因此需要充分考虑模拟光源光谱分布、太阳能电池光谱响应等因素对测试结果造成的影响，即无需每片太阳能电池一致性测试结果都满足要求，只要保证测试平均电性能满足要求即可。

完成上述步骤后，即可采用标定后的太阳能电池测试模拟仪批量生产太阳能电池。该具体的生产过程与现有技术类似，此处不再赘述。

还可以进行成品复测。具体的，对已按电性能等级包装好的太阳能电池进行电性能抽测。考虑到设备存在不稳定性、设备测试标准发生变化、人员误操作等因素对成品太阳能电池质量产生影响，因此需要对包装后太阳能电池进行电性能抽测。

抽测合格判定标准可以充分考虑设备偏差、设备间一致性偏差、人员操作测试标准偏差、环境因素变化、太阳能组件对原材料太阳能电池质量要求等影响。

该复测过程与现有技术类似，此处不再赘述。以上步骤的顺序可以根据需要进行适当调整，此处并不限定。

本发明实施例通过对一级太阳能电池送检测试、对测试模拟仪进行多次标定、对待测二级太阳能电池进行筛选等措施，实现了对生产过程的控制，保证了生产的太阳能电池的可靠性和稳定性，从根本上提高了太阳能电池标定的准确性。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池电性能标定方法，其特征在于，在用第一级别的太阳能电池标定第二级别的太阳能电池的过程中，所述方法包括：

采用第一级别的太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行标定；

若所述太阳能电池测试模拟仪对所述第一级别的太阳能电池的电性能测试值与所述第一级别的太阳能电池的电性能标称值偏差不超过第一阈值，则采用所述太阳能电池测试模拟仪对通过电性能检测后的待测的第二级别太阳能电池进行至少两次电性能测试；

若所述待测的第二级别太阳能电池在至少两次电性能测试中的测试值均达到作为第二级别太阳能电池的标准，且测试值的偏差不超过第二阈值，则将所述待测的第二级别太阳能电池作为第二级别太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一级别的太阳能电池为一级太阳能电池，所述第二级别的太阳能电池为二级太阳能电池。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

采用前一批次标定的二级太阳能电池对所述太阳能电池测试模拟仪进行标定，若所述太阳能电池测试模拟仪对所述前一批次标定的二级太阳能电池的电性能测试值与所述前一批次标定的二级太阳能电池的电性能标称值偏差不超过第三阈值，则采用所述太阳能电池测试模拟仪对选取的待测二级太阳能电池进行至少两次电性能测试。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

选取同一批次的待测太阳能电池进行串联、并联和反向漏电测试，获得所述同一批次内各待测太阳能电池的电性能衡量值，以及所述同一批次内所有待测太阳能电池的电性能衡量值的平均值；

在所述同一批次的待测太阳能电池中，选取所述电性能衡量值大于等于所述电性能衡量值的平均值的待测太阳能电池，作为所述通过电性能检测后的待测二级太阳能电池。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述采用所述太阳能电池测试模拟仪对选取的待测二级太阳能电池进行至少两次电性能测试时，若连续测试的待测二级太阳能电池在至少两次电性能测试中的测试值偏差均超过所述第二阈值，且所述连续测试的待测二级太阳能电池的数量超过第四阈值，则重新执行对所述太阳能电池测试模拟仪进行标定的步骤。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

对一级太阳能电池进行送检测试，若测试获得的电性能测试值与所述一级太阳能电池的电性能标称值的偏差不超过第五阈值，则采用所述一级太阳能电池对所述太阳能电池测试模拟仪进行标定。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，每批送检测试的所述一级太阳能电池的数量为5～10片。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

采用至少两片太阳能电池对太阳能电池测试模拟仪进行重复标定；

若所述太阳能电池测试模拟仪对每片太阳能电池进行至少两次测试，获得的电性能测试值之间的偏差均不超过第六阈值，则采用所述太阳能电池测试模拟仪进行太阳能电池的批量生产。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，采用的所述太阳能电池的数量为20～30片。

10.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

采用太阳能电池对至少两台太阳能电池测试模拟仪进行一致性标定；

若各所述太阳能电池测试模拟仪对同一片太阳能电池测试获得的电性能测试值之间的偏差均不超过第七阈值，则采用所述至少两台太阳能电池测试模拟仪进行太阳能电池的批量生产。

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