CN102288891A - 一种太阳电池参数提取方法 - Google Patents

一种太阳电池参数提取方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102288891A
CN102288891A CN2011102639251A CN201110263925A CN102288891A CN 102288891 A CN102288891 A CN 102288891A CN 2011102639251 A CN2011102639251 A CN 2011102639251A CN 201110263925 A CN201110263925 A CN 201110263925A CN 102288891 A CN102288891 A CN 102288891A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar cell
dark
conductance voltage
volt
characteristic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011102639251A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102288891B (zh
Inventor
肖文波
何兴道
高益庆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanchang Hangkong University
Original Assignee
Nanchang Hangkong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanchang Hangkong University filed Critical Nanchang Hangkong University
Priority to CN2011102639251A priority Critical patent/CN102288891B/zh
Publication of CN102288891A publication Critical patent/CN102288891A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102288891B publication Critical patent/CN102288891B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种新的太阳电池参数提取方法，用于能源技术领域。该方法包括如下步骤：1）测量太阳电池暗伏安特性曲线；2）测量太阳电池暗电导电压以及暗微分电导电压特性曲线；3）采用理论公式拟合太阳电池暗伏安特性曲线，暗电导电压特性曲线以及暗微分电导电压特性曲线，得到满足实验数据与理论公式之间标准差最小的太阳电池串联电阻、并联电阻、理想因子以及反向饱和电流。本发明较以往仅仅依靠光照下单条伏安特性（或电导电压特性）曲线拟合提取太阳电池参数，具有精度较高和应用性较强的特点。

Description

一种太阳电池参数提取方法
技术领域
本发明涉及一种参数提取方法，尤其涉及一种太阳电池参数提取方法。
背景技术
太阳电池参数（指串联电阻、并联电阻、理想因子以及反向饱和电流）提取技术得到光伏领域广泛研究，因为这些参数是衡量太阳电池品质优劣的重要依据，是衡量其光电转化效率的具体指标。目前，通常的方法是依据太阳电池光照下伏安特性曲线拟合提取参数[（查琚 等，太阳能学报，2007.28（9）：992），（Adelmo Ortiz-Conde, et al.. Solar Energy Materials & Solar Cells 2006.90: 352）, (黎步银等，一种太阳电池参数测试装置，实用新型专利号：CN101551437B)]，但由于描述光照下太阳电池的理论方程包括串联电阻等多个参数，易出现由于伏安特性曲线中某测量数据的偶然误差影响拟合结果；且由于光照条件下太阳电池伏安特性受光源的稳定性影响，易出现由于光照强度的变化产生测量数据的误差，从而导致提取的太阳电池参数出现误差。还有采用电导电压特性曲线[Z. Ouennoughi，Solid-State Electronics 1999.43: 1985]来提取太阳电池参数的方法，该方法也容易受到仅由一条特性曲线迭代提取参数中偶然误差的影响，从而降低提取结果的精确度。
所以，在此，我们提出一种基于暗伏安特性、暗电导电压特性以及暗微分电导电压特性三条曲线来提取太阳电池参数的新方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳电池参数提取方法，它比通常仅依靠光照下单条伏安特性（或单条电导电压特性）拟合提取太阳电池参数，具有精度较高和应用性较强的特点，从而解决了背景技术中存在的缺陷。
本发明是通过以下技术方案实现的，方法步骤为：
(1) 测量太阳电池的暗伏安特性曲线；
(2) 测量太阳电池暗电导电压以及暗微分电导电压特性曲线；
(3) 采用理论公式拟合太阳电池暗伏安特性曲线，暗电导电压特性曲线以及暗微分电导电压特性曲线，得到太阳电池串联电阻、并联电阻、理想因子以及反向饱和电流。
所述步骤（1）和（2）中，测试环境为暗室，测试温度为室温。
所述步骤（3）中，采用单二极管模型推导出太阳电池暗伏安特性，暗电导电压特性以及暗微分电导电压特性理论公式，依据理论公式拟合测量得到的太阳电池暗伏安特性曲线，暗电导电压特性曲线以及暗微分电导电压特性曲线，提取出满足实验数据与理论公式之间标准差最小的太阳电池串联电阻、并联电阻、理想因子以及反向饱和电流。
利用太阳电池暗伏安特性、暗电导电压特性以及暗微分电导电压特性三条曲线进行反复迭代计算得到太阳电池参数，可以减小仅由光照下一条特性曲线迭代提取参数过程中偶然数据误差的影响，从而提高参数提取结果的可靠性和精确度。
太阳电池暗伏安特性理论公式为：
Figure 2011102639251100002DEST_PATH_IMAGE001
太阳电池暗电导电压特性理论公式为：
Figure 789288DEST_PATH_IMAGE002
太阳电池暗微分电导电压特性理论公式为：
Figure 2011102639251100002DEST_PATH_IMAGE003
以上理论公式中
Figure 768745DEST_PATH_IMAGE004
是太阳电池上电流，
Figure 2011102639251100002DEST_PATH_IMAGE005
是太阳电池上电压，
Figure 673116DEST_PATH_IMAGE006
是太阳电池反向饱和电流，
Figure 2011102639251100002DEST_PATH_IMAGE007
是电荷电量，
Figure 195889DEST_PATH_IMAGE008
（
Figure 2011102639251100002DEST_PATH_IMAGE009
）是太阳电池理想因子，
Figure 134895DEST_PATH_IMAGE010
 是玻尔兹曼常数，
Figure 2011102639251100002DEST_PATH_IMAGE011
是太阳电池结区绝对温度（常温下为300K），是太阳电池串联电阻，
Figure 19674DEST_PATH_IMAGE012
是太阳电池并联电阻；
Figure 2011102639251100002DEST_PATH_IMAGE013
是太阳电池电导，
Figure 411341DEST_PATH_IMAGE014
是太阳电池微分电导。
本发明的方法与传统的太阳电池参数提取方法比较有以下特点：1、同时利用太阳电池暗伏安特性曲线，暗电导电压特性曲线以及暗微分电导电压特性曲线，来提取太阳电池参数的方法，可以避免通常仅依靠光照下单条伏安特性（或单条电导电压特性）拟合提取太阳电池参数方法中测量数据的偶然误差，具有较高精度。2、利用暗室条件下的太阳电池特性曲线拟合得到参数方法，可以避免通常光照下太阳电池特性曲线中由于光照强度的变化带来的测量数据误差，具有精度较高和应用性较强的特点；3、采用单二极管模型推导出太阳电池暗伏安特性，暗电导电压特性以及暗微分电导电压特性理论公式，提取出满足实验数据与理论公式之间标准差最小的太阳电池参数，具有实施简单，容易实现特点。
本发明提供了一种精度较高和应用性较强的太阳电池参数提取方法，为目前太阳电池参数提取提供了一条有效的途径。
附图说明
图1是本发明测量和拟合单结太阳电池器件的暗伏安特性图。
图2是本发明测量和拟合单结太阳电池器件的暗电导电压特性图。
图3是本发明测量和拟合单结太阳电池器件的暗微分电导电压特性图。
具体实施方式
本发明是一种实现太阳电池参数提取方法，可以避免通常仅依靠光照下单条伏安特性（或单条电导电压特性）拟合提取太阳电池参数方法中测量数据的偶然误差，可以避免通常光照下太阳电池特性曲线中由于光照强度的变化带来的测量数据误差，实现太阳能电池参数的精确提取。
作为一个实例，我们利用该方法测量和拟合单结太阳电池样品正向电压下的电学性质。测试和拟合结果如图1、2、3所示；图1是本发明测量和拟合单结太阳电池器件的暗伏安特性图，图2是本发明测量和拟合单结太阳电池器件的暗电导电压特性图，图3是发明测量和拟合单结太阳电池器件的暗微分电导电压特性图。具体操作是，利用通常的加电压测电流的方法测量太阳电池的暗伏安特性曲线；利用电导与微分电导同步测量方法[(肖文波 等，一种电导与微分电导同步测量装置及方法，发明专利号：ZL200910186103.0]测量太阳电池暗电导电压以及暗微分电导电压特性曲线；然后，采用理论公式拟合太阳电池暗伏安特性曲线，暗电导电压特性曲线以及暗微分电导电压特性曲线，得到太阳电池串联电阻、并联电阻、理想因子以及反向饱和电流。从图1-3测量和拟合结果，可以看出符合很好。提取出的太阳电池串联电阻为0.019欧姆，并联电阻为91.91欧姆，反向饱和电流为0.004毫安；理想因子为1.6，处于理论值范围。
以上实例说明我们提出的太阳电池参数提取方法是正确的。该方法将会在目前太阳电池参数提取技术的研究当中得到一定的推广。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1. 一种太阳电池参数提取方法，其特征在于方法步骤为：
(1) 测量太阳电池的暗伏安特性曲线；
(2) 测量太阳电池暗电导电压以及暗微分电导电压特性曲线；
(3) 采用理论公式拟合太阳电池暗伏安特性曲线，暗电导电压特性曲线以及暗微分电导电压特性曲线，得到太阳电池串联电阻、并联电阻、理想因子以及反向饱和电流。
2.根据权利要求1所述的一种太阳电池参数提取方法，其特征是，步骤（1）和（2）中，测试环境为暗室，测试温度为室温。
3.根据权利要求1所述的一种太阳电池参数提取方法，其特征是，步骤（3）中，采用单二极管模型推导出太阳电池暗伏安特性，暗电导电压特性以及暗微分电导电压特性理论公式，依据理论公式拟合测量得到的太阳电池暗伏安特性曲线，暗电导电压特性曲线以及暗微分电导电压特性曲线，提取出满足实验数据与理论公式之间标准差最小的太阳电池串联电阻、并联电阻、理想因子以及反向饱和电流。
4.根据权利要求1所述的一种太阳电池参数提取方法，其特征在于，利用太阳电池暗伏安特性、暗电导电压特性以及暗微分电导电压特性三条曲线进行反复迭代计算得到太阳电池参数，可以减小仅由光照下一条特性曲线迭代提取参数过程中偶然数据误差的影响，从而提高参数提取结果的可靠性和精确度。
CN2011102639251A 2011-09-07 2011-09-07 一种太阳电池参数提取方法 Expired - Fee Related CN102288891B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102639251A CN102288891B (zh) 2011-09-07 2011-09-07 一种太阳电池参数提取方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102639251A CN102288891B (zh) 2011-09-07 2011-09-07 一种太阳电池参数提取方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102288891A true CN102288891A (zh) 2011-12-21
CN102288891B CN102288891B (zh) 2013-03-27

Family

ID=45335468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102639251A Expired - Fee Related CN102288891B (zh) 2011-09-07 2011-09-07 一种太阳电池参数提取方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102288891B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102590782A (zh) * 2012-03-05 2012-07-18 钜泉光电科技(上海)股份有限公司 电能计量芯片电压影响量自动校正方法及其装置
CN102914735A (zh) * 2012-09-21 2013-02-06 蚌埠玻璃工业设计研究院 硅基太阳能电池暗i-v-t特性的测试方法
CN103091616A (zh) * 2013-01-29 2013-05-08 南昌航空大学 一种新的提取太阳电池参数的解析方法
CN103105574A (zh) * 2013-01-29 2013-05-15 南昌航空大学 一种提取太阳电池参数的解析方法
CN103942438A (zh) * 2014-04-24 2014-07-23 河海大学常州校区 硅电池光伏组件五参数模型的参数提取方法
CN107800384A (zh) * 2017-10-19 2018-03-13 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种用于光伏组件iv特性对比测试的并发控制方法
CN108020787A (zh) * 2016-11-03 2018-05-11 财团法人工业技术研究院 太阳能电池测量装置
CN108763645A (zh) * 2018-04-24 2018-11-06 南京信息职业技术学院 光伏组件5参数模型的模型参数求解算法
CN110146801A (zh) * 2019-05-13 2019-08-20 西北核技术研究院 一种太阳电池旁路二极管参数无损检测方法
CN111416572A (zh) * 2020-03-18 2020-07-14 上海空间电源研究所 一种太阳电池组件电性能的判别方法
CN111898077A (zh) * 2020-06-30 2020-11-06 中电科仪器仪表(安徽)有限公司 一种获得太阳能电池并联电阻阻值的方法
CN112834912A (zh) * 2021-01-08 2021-05-25 胜达克半导体科技(上海)有限公司 一种芯片测试机上利用曲线拟合方式测量芯片内阻的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040056648A1 (en) * 2002-07-26 2004-03-25 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for measuring photoelectric conversion device, and process and apparatus for producing photoelectric conversion device
CN1564013A (zh) * 2004-04-22 2005-01-12 上海交通大学 太阳能电池有效扩散长度的测试方法
US20080246463A1 (en) * 2005-08-05 2008-10-09 Sinton Consulting, Inc. Measurement of current-voltage characteristic curves of solar cells and solar modules
CN101603988A (zh) * 2008-06-12 2009-12-16 中茂电子(深圳)有限公司 太阳能电池内部串联电阻测量方法及测量系统
CN101750576A (zh) * 2008-12-18 2010-06-23 广东志成冠军集团有限公司 一种再现功能的太阳能电池测试系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040056648A1 (en) * 2002-07-26 2004-03-25 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for measuring photoelectric conversion device, and process and apparatus for producing photoelectric conversion device
CN1564013A (zh) * 2004-04-22 2005-01-12 上海交通大学 太阳能电池有效扩散长度的测试方法
US20080246463A1 (en) * 2005-08-05 2008-10-09 Sinton Consulting, Inc. Measurement of current-voltage characteristic curves of solar cells and solar modules
CN101603988A (zh) * 2008-06-12 2009-12-16 中茂电子(深圳)有限公司 太阳能电池内部串联电阻测量方法及测量系统
CN101750576A (zh) * 2008-12-18 2010-06-23 广东志成冠军集团有限公司 一种再现功能的太阳能电池测试系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王庆 等: "曲面硅太阳电池制备及性能分析", 《电源技术》 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102590782A (zh) * 2012-03-05 2012-07-18 钜泉光电科技(上海)股份有限公司 电能计量芯片电压影响量自动校正方法及其装置
CN102914735A (zh) * 2012-09-21 2013-02-06 蚌埠玻璃工业设计研究院 硅基太阳能电池暗i-v-t特性的测试方法
CN103091616A (zh) * 2013-01-29 2013-05-08 南昌航空大学 一种新的提取太阳电池参数的解析方法
CN103105574A (zh) * 2013-01-29 2013-05-15 南昌航空大学 一种提取太阳电池参数的解析方法
CN103091616B (zh) * 2013-01-29 2014-10-29 南昌航空大学 一种新的提取太阳电池参数的解析方法
CN103942438A (zh) * 2014-04-24 2014-07-23 河海大学常州校区 硅电池光伏组件五参数模型的参数提取方法
CN108020787B (zh) * 2016-11-03 2020-09-11 财团法人工业技术研究院 太阳能电池测量装置
CN108020787A (zh) * 2016-11-03 2018-05-11 财团法人工业技术研究院 太阳能电池测量装置
CN107800384A (zh) * 2017-10-19 2018-03-13 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种用于光伏组件iv特性对比测试的并发控制方法
CN108763645A (zh) * 2018-04-24 2018-11-06 南京信息职业技术学院 光伏组件5参数模型的模型参数求解算法
CN108763645B (zh) * 2018-04-24 2022-05-13 南京信息职业技术学院 光伏组件5参数模型的模型参数求解算法
CN110146801A (zh) * 2019-05-13 2019-08-20 西北核技术研究院 一种太阳电池旁路二极管参数无损检测方法
CN110146801B (zh) * 2019-05-13 2021-10-01 西北核技术研究院 一种太阳电池旁路二极管参数无损检测方法
CN111416572A (zh) * 2020-03-18 2020-07-14 上海空间电源研究所 一种太阳电池组件电性能的判别方法
CN111898077A (zh) * 2020-06-30 2020-11-06 中电科仪器仪表(安徽)有限公司 一种获得太阳能电池并联电阻阻值的方法
CN112834912A (zh) * 2021-01-08 2021-05-25 胜达克半导体科技(上海)有限公司 一种芯片测试机上利用曲线拟合方式测量芯片内阻的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102288891B (zh) 2013-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102288891B (zh) 一种太阳电池参数提取方法
Adamo et al. Characterization and testing of a tool for photovoltaic panel modeling
CN103633937B (zh) 一种基于Lambert W函数和多项式拟合的太阳电池参数提取方法
CN103105573B (zh) 一种基于朗伯w函数的太阳电池参数提取方法
CN102243069B (zh) 一种叶面积指数测定方法
CN104113281B (zh) 多通道太阳能电池组件测试系统及双重智能扫描方法
CN103308841B (zh) 一种标定四主栅标片的方法
CN103399047A (zh) 基于量子输运的钯纳米结构氢气传感器的温度补偿系统及方法
Killam et al. Monitoring of photovoltaic system performance using outdoor suns-VOC
CN103091616B (zh) 一种新的提取太阳电池参数的解析方法
CN204028346U (zh) 一种电能表自动测试系统
Ulieru et al. Measurement and analysis in PV systems
Hacke et al. In-situ measurement of crystalline silicon modules undergoing potential-induced degradation in damp heat stress testing for estimation of low-light power performance
CN103105574B (zh) 一种提取太阳电池参数的解析方法
CN103063998A (zh) 便捷式太阳能电池j-v曲线测量仪
CN103353576B (zh) 基于伏安特性曲线的光伏组件发电量测量方法
CN104076313A (zh) 太阳模拟器电子负载箱在线校准装置
Ma et al. The measurement of series and shunt resistances of the silicon solar cell based on LabVIEW
CN207515923U (zh) 一种可编程高精度温度补偿系统
CN108280287A (zh) 一种太阳能电池参数提取的方法
CN207573311U (zh) 双面太阳辐照模拟测试系统
CN204166120U (zh) 一种单相电能表现场检测装置
CN212134792U (zh) 一种直流电表的平衡对称采样电路
CN202372558U (zh) 一种机械触点开关电压降检测装置
CN202929120U (zh) 自校验式精密电池内阻仪

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130327

Termination date: 20130907