CN103439669B - 一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法，旨在克服现有技术仅利用电压噪声来对单晶硅太阳能电池进行可靠性分类，没有考虑电流噪声这一问题。步骤如下：1）将待测试的单晶硅太阳能电池编号；2）测量单晶硅太阳能电池的电压噪声功率谱：按序逐个测量并计算电压噪声功率谱均值SV和均方差σv；3）测量单晶硅太阳能电池的电流噪声功率谱：按序逐个测量并计算电流噪声功率谱均值SI和均方差σI；4）按电压噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第一次可靠性分类；5）按电流噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第二次可靠性分类；6）综合按电压噪声功率谱第一次可靠性分类和按电流噪声功率谱第二次可靠性分类对单晶硅太阳能电池最终分类。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池的可靠性分类方法，更确切地说，本发明涉及一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法。
背景技术
可靠性是指在给定的时间区间和规定的适用条件下，一个装置有效地执行其任务的概率。对于单晶硅太阳能电池来说，可靠性反应了其使用寿命、输出信号稳定性等多方面性能，因此对于单晶硅太阳能电池的可靠性分类研究具有主要意义。国内外大量研究已经证明，单晶硅太阳能电池的可靠性与其低频噪声有密切关系，可以通过测量其低频噪声（主要成分为1/f噪声）来对其可靠性进行判断。
单晶硅太阳能电池可靠性分类是指对某一批次（一般包含几十片到上万片）单晶硅太阳能电池按照其可靠性高低将其分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。Ⅰ类为可靠性最高的器件，使用寿命长，故障率低，可以正常使用；Ⅱ类可靠性低，可用在一些对可靠性要求不高的场合；Ⅲ类可靠性很低，很容易出故障，一般不建议使用。现有对单晶硅太阳能电池可靠性分类方法是通过测量其低频电压噪声功率谱，然后根据其1Hz处电压噪声1/f幅值大小将其分为三类，此方法并没有测量低频电流噪声。通过大量测试发现，单晶硅太阳能电池的电压噪声功率谱与电流噪声功率谱存在差异，两者所反应的器件内部缺陷不同，存在电压噪声功率谱与电流噪声功率谱值不一致的器件。由此可见，仅利用电压噪声来进行可靠性分类是不全面的，需要综合考虑电压噪声与电流噪声来对单晶硅太阳能电池进行可靠性分类。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术仅仅利用电压噪声来对单晶硅太阳能电池进行可靠性分类，没有考虑电流噪声这一问题，提供了一种综合考虑电压噪声与电流噪声的单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的一种硅太阳能电池可靠性筛选方法的步骤如下：
1.将待测试的单晶硅太阳能电池编号：
测试人员将待测试的单晶硅太阳能电池按递增顺序从1号单晶硅太阳能电池开始编号直至N号单晶硅太阳能电池，N为待测试单晶硅太阳能电池的数量，N取值为几十至两万；
2.测量单晶硅太阳能电池的电压噪声功率谱：
利用单晶硅太阳能电池低频噪声功率谱测试系统按序逐个测量单晶硅太阳能电池的电压噪声功率谱，利用计算机计算N个单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声功率谱均值SV和均方差σv，SV单位为V2/Hz，σv单位为V2/Hz；
3.测量单晶硅太阳能电池的电流噪声功率谱：
利用硅太阳能电池低频噪声功率谱测试系统按序逐个测量单晶硅太阳能电池的电流噪声功率谱，利用计算机计算N个单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声功率谱均值SI和均方差σI，SI单位为V2/Hz，σI单位为V2/Hz；
4.按电压噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第一次可靠性分类；
5.按电流噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第二次可靠性分类；
6.综合按电压噪声功率谱第一次可靠性分类和按电流噪声功率谱第二次可靠性分类对单晶硅太阳能电池进行最终的可靠性分类。
技术方案中所述的按电压噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第一次可靠性分类的步骤如下：
1）计算电压噪声可靠性分类上界SVH和分类下界SVL：
分类上界SVH为SVH=SV+0.08σv，分类下界SVL为SVL=SV-0.2σv，
式中：SVH为分类上界，单位为V2/Hz，SVL为分类下界，单位为V2/Hz，SV为N个单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声功率谱均值，单位为V2/Hz，σv为N个单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声功率谱均方差，单位为V2/Hz；
2）按照电压噪声分类上界SVH和分类下界SVL对单晶硅太阳能电池进行分类：
若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值SVx满足SVx≤SVL，SVx单位为V2/Hz，则将该号单晶硅太阳能电池划归为可靠性最高的Ⅰ类单晶硅太阳能电池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值SVx满足SVL＜SVx≤SVH，SVx单位为V2/Hz，则将该单晶硅太阳能电池划归为Ⅱ类单晶硅太阳能电池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值SVx满足SVx＞SVH，则将该号单晶硅太阳能电池分为可靠性最低的Ⅲ类单晶硅太阳能电池。
技术方案中所述的按电流噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第二次可靠性分类的步骤如下：
1）计算电流噪声可靠性分类上界SIH和分类下界SIL：
分类上界SIH为SIH=SI+0.08σI，分类下界SIL为SIL=SI-0.2σI，
式中：SIH为分类上界，单位为V2/Hz，SIL为分类下界，单位为V2/Hz，SI为N个单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声功率谱均值，单位为V2/Hz，σI为N个单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声功率谱均方差，单位为V2/Hz；
2）按照电流噪声分类上界SIH和分类下界SIL对单晶硅太阳能电池进行分类：
若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声1/f幅值SIx满足SIx≤SIL，SIx单位为V2/Hz，则将该号单晶硅太阳能电池划归为可靠性最高的Ⅰ类单晶硅太阳能电 池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声1/f幅值SIx满足SIL＜SIx≤SIH，SIx单位为V2/Hz，则将该号单晶硅太阳能电池分为Ⅱ类单晶硅太阳能电池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声1/f幅值SIx满足SIx＞SIH，则将该单晶硅太阳能电池划归为可靠性最低的Ⅲ类单晶硅太阳能电池。
技术方案中所述的综合按电压噪声功率谱第一次可靠性分类和按电流噪声功率谱第二次可靠性分类对单晶硅太阳能电池进行最终的可靠性分类是指：所述的按电压噪声功率谱第一次可靠性分类和按电流噪声功率谱第二次可靠性分类已经对同一编号的单晶硅太阳能电池进行了两次分类，若两次分类都将同一编号的单晶硅太阳能电池分为Ⅰ类的单晶硅太阳能电池，则该号单晶硅太阳能电池最终被划分为Ⅰ类的单晶硅太阳能电池；若同一编号的单晶硅太阳能电池两次全被划分为Ⅱ类的单晶硅太阳能电池或者两次中有一次被划分为Ⅰ类的单晶硅太阳能电池另一次被划分为Ⅱ类的单晶硅太阳能电池，则该号单晶硅太阳能电池最终被划分为Ⅱ类的单晶硅太阳能电池；其余情况的该号单晶硅太阳能电池最终被划分为Ⅲ类的单晶硅太阳能电池。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
单晶硅太阳能电池的电压噪声与电流噪声存在差异，实际测试中也发现了电压噪声1/f幅值小但电流噪声1/f幅值大的器件。这种器件按照现有分类方法将会被分为可靠性高的Ⅰ类，但由于其电流噪声1/f幅值较大，实际上这种器件可靠性并不高，因此现有方法将该类器件分为Ⅰ类是不合理的。本专利所述的单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法在现有单晶硅太阳能电池可靠性分类方法基础上添加了测试单晶硅太阳能电池电流噪声功率谱这一步骤，最终的分类结果是考虑了电压噪声与电流噪声两个参数的综合结果，这样就可以将这类器件从Ⅰ类中剔除，避免了在高可靠场合应用该类器件造成的隐患，提高了单晶硅太阳能电池可靠性分类的准确率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法的流程框图；
图2为本发明所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法所采用的硅太阳能电池低频噪声功率谱测量系统的结构组成框图；
图3为本发明所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法所采用的单晶硅太阳能电池电压噪声功率谱测量电路的结构原理图；
图4为本发明所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法所采用的单晶硅太阳能电池电流噪声功率谱测量电路的结构原理图；
图5为采用本发明所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法对某一批次130片单晶硅太阳能电池测量电压噪声进行分类的分类结果图；
图6为采用本发明所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法对某一批次130片单晶硅太阳能电池测量电流噪声进行分类的分类结果图；
图中：1.一号电源，2.二号电源，3.三号电源，4.测试电路，5.一号低噪声前置放大器，6.二号低噪声前置放大器，7.数据采集卡，8.计算机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
1.本发明所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法所采用的硅太阳能电池低频噪声功率谱测试系统
参阅图2，本发明所采用的硅太阳能电池低频噪声功率谱测试系统包括有一号电源1、二号电源2、三号电源3、测试电路4、一号低噪声前置放大器5、二号低噪声前置放大器6、数据采集卡7与计算机8。
一号电源1为12V蓄电池，为测试电路4供电；二号电源2为12V蓄电池，为一号低噪声前置放大器5供电；三号电源3为12V蓄电池，为二号低噪声前置放大器6供电。
测试电路4根据测量电压噪声功率谱还是电流噪声功率谱更换不同的电路，测电压噪声功率谱时选用单晶硅太阳能电池电压噪声功率谱测量电路，测电流噪声功率谱谱时选用单晶硅太阳能电池电流噪声功率谱测量电路。一号低噪声前置放大器5和二号低噪声前置放大器6的结构完全相同，将测试电路4的输出信号放大，以便数据采集卡7采集。数据采集卡7为型号为NI6251的数据采集卡，作用是采集一号低噪声前置放大器5和二号低噪声前置放大器6的输出信号。计算机8为普通计算机，运行数据处理程序，将数据采集卡7采集到的数据进行互功率谱运算，得到所测太阳能电池噪声功率谱，提取各个单晶硅太阳能电池1/f噪声幅值并计算指定个数（几十到数万）太阳能电池1Hz处噪声功率谱的均值和均方差。整个单晶硅太阳能电池低频噪声功率谱测试系统采取了屏蔽措施以减少外界环境对测量造成的干扰。单晶硅太阳能电池低频噪声功率谱测试系统使用一号低噪声前置放大器5和二号低噪声前置放大器6分别对同一信号进行放大，目的是采用互功率谱方法计算所测噪声功率谱。这些措施都是为了尽量准确测量噪声功率谱值。
参阅图3和图4，可变电阻RW用以改变被测电池的偏置电压，电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2构成的∏型滤波电路，作用是滤除直流电源可能引入的干扰，电阻RL也为可变电阻。通过改变电阻RL，能够影响输出噪声功率的主要成分。
图5为实际测试的某一批次130片单晶硅太阳能电池按照电压噪声进行分类的分类结果图，即采用现有单晶硅太阳能电池可靠性分类方法对这130片太阳能电池进行分类的分类结果图。图中纵坐标为电压噪声功率谱值，横坐标为单晶硅太阳能电池编号，图中每个点代表一个单晶硅太阳能电池。纵坐标为9.06 ×10-12V2/Hz和2.41×10-12V2/Hz的平行于横坐标的两条横线为分类上界和分类下界，这两条分界线将第一象限分为上、中、下三部分。若某一单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值落在图中下部，则将其归为Ⅰ类；若落在中间部分，则归为Ⅱ类；若落在上部，则归为Ⅲ类。
图6为实际测试的同一批次130片单晶硅太阳能电池按照电流噪声进行分类的分类结果图，图中纵坐标为电流噪声功率谱值，横坐标为单晶硅太阳能电池编号，图中每个点代表一个单晶硅太阳能电池。纵坐标为6.40×10-12V2/Hz和1.43×10-12V2/Hz的平行于横坐标的两条横线为分类上界和分类下界，这两条分界线将第一象限分为上、中、下三部分。若某一单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声1/f幅值落在图中下部，则将其归为Ⅰ类；若落在中间部分，则归为Ⅱ类；若落在上部，则归为Ⅲ类。
2.本发明所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法
参阅图1本发明所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法的步骤如下：
1）将待测试的单晶硅太阳能电池编号
测试人员将所有待测试的单晶硅太阳能电池按递增顺序从1号单晶硅太阳能电池开始编号直至N号单晶硅太阳能电池。N为待测试单晶硅太阳能电池的数量，N一般取值为几十至两万，即几十≤N≤两万。
2）测量单晶硅太阳能电池的电压噪声功率谱
从1号单晶硅太阳能电池开始，按照编号顺序利用单晶硅太阳能电池低频噪声功率谱测试系统逐个测量单晶硅太阳能电池的电压噪声功率谱，所有待测的单晶硅太阳能电池测完后，利用计算机计算N片单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声功率谱均值SV和均方差σv，SV单位为V2/Hz，σv单位为V2/Hz。
3）测量单晶硅太阳能电池的电流噪声功率谱
从1号单晶硅太阳能电池开始，按照编号顺序利用单晶硅太阳能电池低频噪声功率谱测试系统逐个测量单晶硅太阳能电池的电流噪声功率谱，所有待测的单晶硅太阳能电池测完后，利用计算机计算N片单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声功率谱均值SI和均方差σI，SI单位为V2/Hz，σI单位为V2/Hz。
4）按电压噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第一次可靠性分类
（1）计算电压噪声可靠性分类上界SVH和分类下界SVL：
分类上界SVH为：SVH=SV+0.08σv，单位为V2/Hz，分类下界SVL为：SVL=SV-0.2σv，单位为V2/Hz。
（2）按照电压噪声分类上界SVH和分类下界SVL对单晶硅太阳能电池进行分类：
若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值SVx满足：SVx≤SVL，SVx单位为V2/Hz，则将该单晶硅太阳能电池划归为Ⅰ类（可靠性最高）单晶硅太阳能 电池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值SVx满足：SVL＜SVx≤SVH，SVx单位为V2/Hz，则将该单晶硅太阳能电池划归为Ⅱ类单晶硅太阳能电池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值SVx满足：SVx＞SVH，则将该号单晶硅太阳能电池分为Ⅲ类（可靠性最低）单晶硅太阳能电池。
5）按电流噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第二次可靠性分类
（1）计算电流噪声可靠性分类上界SIH和分类下界SIL分类上界SIH为：SIH=SI+0.08σI，分类下界SIL为：SIL=SI-0.2σI。
（2）按照电流噪声分类上界SIH和分类下界SIL对单晶硅太阳能电池进行分类
若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声1/f幅值SIx满足：SIx≤SIL，SIx单位为V2/Hz，则将该号单晶硅太阳能电池划归为Ⅰ类（可靠性最高）单晶硅太阳能电池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声1/f幅值SIx满足：SIL＜SIx≤SIH，SIx单位为V2/Hz，则将该单晶硅太阳能电池分为Ⅱ类单晶硅太阳能电池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声1/f幅值SIx满足：SIx＞SIH，则将该单晶硅太阳能电池分为Ⅲ类（可靠性最低）单晶硅太阳能电池。
6）综合按电压噪声功率谱第一次可靠性分类和按电流噪声功率谱第二次可靠性分类对单晶硅太阳能电池进行最终的可靠性分类
步骤4）的电压噪声功率谱第一次可靠性分类和步骤5）的电流噪声功率谱第二次可靠性分类已经对同一编号的单晶硅太阳能电池进行了两次分类，若两次分类都将同一编号的单晶硅太阳能电池分为Ⅰ类单晶硅太阳能电池，则该单晶硅太阳能电池划分为Ⅰ类单晶硅太阳能电池；若两次全为Ⅱ类单晶硅太阳能电池或者两次中有一次划分为Ⅰ类单晶硅太阳能电池另一次划分为Ⅱ类单晶硅太阳能电池，则该单晶硅太阳能电池划分为Ⅱ类单晶硅太阳能电池；其余情况的单晶硅太阳能电池划分为Ⅲ类单晶硅太阳能电池。
实施例
1.将待测试的单晶硅太阳能电池编号
测试人员将待测试的某一批次130片单晶硅太阳能电池编号为1号单晶硅太阳能电池、2号单晶硅太阳能电池、……与130号单晶硅太阳能电池。
2）测量单晶硅太阳能电池的电压噪声功率谱
调节可变电阻RW，使单晶硅太阳能电池两端电压为0.5V，按照1号单晶硅太阳能电池、2号单晶硅太阳能电池、……与130号单晶硅太阳能电池的顺序，使用硅太阳能电池低频噪声功率谱测试系统，逐个测量单晶硅太阳能电池的1/f电压噪声功率谱，计算机将自动记录所测试的单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声功率谱值并计算其均值SV和均方差σv，分别为：均值SV=7.16×10-12V2/Hz，均方差σv=2.38×10-11V2/Hz。
3）测量单晶硅太阳能电池的电流噪声功率谱
待电压噪声功率谱测量完毕后，调节可变电阻RW，使单晶硅太阳能电池流过的电流为4mA，按照1号单晶硅太阳能电池、2号单晶硅太阳能电池、……与130号单晶硅太阳能电池的顺序，逐个测量单晶硅太阳能电池的电流噪声功率谱。计算机将自动记录所测试太阳能电池1Hz处电流噪声功率谱值，并计算其均值SI和均方差σI，分别为：均值SI=4.98×10-12V2/Hz，均方差σI=1.77×10-11V2/Hz。
4.按电压噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第一次可靠性分类
1）计算单晶硅太阳能电池电压噪声分类上界SVH和分类下界SVL：
分类上界SVH为SVH=SV+0.08σv=9.06×10-12V2/Hz，分类下界SVL为SVL=SV-0.2
σ v=2.41×10-12V2/Hz。
2）按照电压噪声分类上界SVH和分类下界SVL对单晶硅太阳能电池进行分类：
若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值小于分类下界SVL=2.41×10-12V2/Hz，则将该号单晶硅太阳能电池分为Ⅰ类的单晶硅太阳能电池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值大于分类下界SVL=2.41×10-12V2/Hz且小于分类上界SVH=9.06×10-12V2/Hz，则将该号单晶硅太阳能电池分为Ⅱ类的单晶硅太阳能电池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值大于分类上界SVH=9.06×10-12V2/Hz，则将该号单晶硅太阳能电池分为Ⅲ类的单晶硅太阳能电池。为了形象直观，将这130片单晶硅太阳能电池按电压噪声分类情况绘制为分类结果图，即说明书附图中的图5，其中Ⅰ类90片，Ⅱ类26片，Ⅲ类14片。
5.按电流噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第二次可靠性分类
1）计算单晶硅太阳能电池电流噪声分类上界SIH和分类下界SIL
分类上界SIH为SIH=SI+0.08σI=6.40×10-12V2/Hz，分类下界SIL为SIL=SI-0.2σI=1.43×10-12V2/Hz。
2）按照电流噪声分类上界SIH和分类下界SIL对单晶硅太阳能电池进行分类：
若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声1/f幅值小于分类下界SIL=1.43×10-12V2/Hz，则将该号单晶硅太阳能电池分为Ⅰ类的单晶硅太阳能电池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声1/f幅值大于分类下界SIL=1.43×10-12V2/Hz且小于分类上界SIH=6.40×10-12V2/Hz，则将该号单晶硅太阳能电池分为Ⅱ类的单晶硅太阳能电池；若号单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值大于分类上界SIH=6.40×10-12V2/Hz，则将该号单晶硅太阳能电池分为Ⅲ类的单晶硅太阳能电池。为了形象直观，将这130片单晶硅太阳能电池按电流噪声分类情况绘制为分类结果图，即说明书附图中的图6，其中Ⅰ类86片，Ⅱ类35片，Ⅲ类9片。
6.综合电压噪声功率谱第一次可靠性分类和电流噪声功率谱第二次可靠性分类对单晶硅太阳能电池进行最终的可靠性分类
步骤4和步骤5已经对太阳能电池进行了两次分类，对同一编号单晶硅太阳能电池，若两次分类结果都划分为Ⅰ类，则该号单晶硅太阳能电池最终被划分为Ⅰ类的单晶硅太阳能电池；若两次分类的分类结果全被划分为Ⅱ类的单晶硅太阳能电池或者两次中有一次被划分为Ⅰ类的单晶硅太阳能电池另一次被划分为Ⅱ类的单晶硅太阳能电池，则该号单晶硅太阳能电池最终被分为Ⅱ类的单晶硅太阳能电池；其余情况的该号单晶硅太阳能电池最终被分为Ⅲ类的单晶硅太阳能电池。根据本专利所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法对某一批次130片单晶硅太阳能电池的分类结果为：Ⅰ类61片，Ⅱ类50片，Ⅲ类19片。
下面以编号为10号单晶硅太阳能电池为例说明本专利所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法相对于现有方法的优点。
参阅图5，图中10号单晶硅太阳能电池其电压噪声1/f幅值较小，落在下部，即按照当前单晶硅太阳能电池可靠性分类方法将会被分为Ⅰ类。参阅图6，但从图6中可以看到，其电流噪声1/f幅值很大，落在上部，说明其可靠性很低，按照本专利所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法将其归为Ⅲ类是合理的。
采用现有方法对某一批次的130片单晶硅太阳能电池进行可靠性分类的分类结果为Ⅰ类90片、Ⅱ类26片、Ⅲ类14片。采用本专利所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法对这130片单晶硅太阳能电池进行可靠性分类结果为：Ⅰ类61片，Ⅱ类50片，Ⅲ类19片。从两种方法对同一批次的单晶硅太阳能电池进行分类的分类结果可以看出，本专利所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法将现有方法剔除不了的29个Ⅰ类器件(如编号为10的器件)进行了重新分类，重新分类为Ⅱ类或Ⅲ类单晶硅太阳能电池，大大提高了单晶硅太阳能电池可靠性分类的准确性。
Claims (2)
1.一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法，其特征在于，所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法的步骤如下：
1)将待测试的单晶硅太阳能电池编号：
测试人员将待测试的单晶硅太阳能电池按递增顺序从1号单晶硅太阳能电池开始编号直至N号单晶硅太阳能电池，N为待测试单晶硅太阳能电池的数量，N取值为几十至两万；
2)测量单晶硅太阳能电池的电压噪声功率谱：
利用单晶硅太阳能电池低频噪声功率谱测试系统按序逐个测量单晶硅太阳能电池的电压噪声功率谱，利用计算机计算N个单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声功率谱均值SV和均方差σv，SV单位为V2/Hz，σv单位为V2/Hz；所述单晶硅太阳能电池低频噪声功率谱测试系统由一号电源、二号电源、三号电源、测试电路、一号低噪声前置放大器、二号低噪声前置放大器、数据采集卡与计算机组成；所述一号电源为12V蓄电池，为测试电路供电；二号电源为12V蓄电池，为一号低噪声前置放大器供电；三号电源为12V蓄电池，为二号低噪声前置放大器供电；测试电路为单晶硅太阳能电池电压噪声功率谱测量电路；一号低噪声前置放大器和二号低噪声前置放大器的结构完全相同，将测试电路的输出信号放大，以便数据采集卡采集；数据采集卡为型号为NI6251的数据采集卡，作用是采集一号低噪声前置放大器和二号低噪声前置放大器的输出信号；计算机为普通计算机，运行数据处理程序，将数据采集卡采集到的数据进行互功率谱运算，得到所测太阳能电池噪声功率谱，提取各个单晶硅太阳能电池1/f噪声幅值并计算指定个数太阳能电池1Hz处噪声功率谱的均值和均方差；
3)测量单晶硅太阳能电池的电流噪声功率谱：
利用单晶硅太阳能电池低频噪声功率谱测试系统按序逐个测量单晶硅太阳能电池的电流噪声功率谱，利用计算机计算N个单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声功率谱均值SI和均方差σI，SI单位为V2/Hz，σI单位为V2/Hz；所述单晶硅太阳能电池低频噪声功率谱测试系统由一号电源、二号电源、三号电源、测试电路、一号低噪声前置放大器、二号低噪声前置放大器、数据采集卡与计算机组成；所述一号电源为12V蓄电池，为测试电路供电；二号电源为12V蓄电池，为一号低噪声前置放大器供电；三号电源为12V蓄电池，为二号低噪声前置放大器供电；测试电路为单晶硅太阳能电池电流噪声功率谱测量电路；一号低噪声前置放大器和二号低噪声前置放大器的结构完全相同，将测试电路的输出信号放大，以便数据采集卡采集；数据采集卡为型号为NI6251的数据采集卡，作用是采集一号低噪声前置放大器和二号低噪声前置放大器的输出信号；计算机为普通计算机，运行数据处理程序，将数据采集卡采集到的数据进行互功率谱运算，得到所测太阳能电池噪声功率谱，提取各个单晶硅太阳能电池1/f噪声幅值并计算指定个数太阳能电池1Hz处噪声功率谱的均值和均方差；
4)按电压噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第一次可靠性分类；所述的按电压噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第一次可靠性分类的步骤如下：
①计算电压噪声可靠性分类上界SVH和分类下界SVL：
分类上界SVH为SVH＝SV+0.08σv，分类下界SVL为SVL＝SV-0.2σv，
式中：SVH为分类上界，单位为V2/Hz，SVL为分类下界，单位为V2/Hz，SV为N个单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声功率谱均值，单位为V2/Hz，σv为N个单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声功率谱均方差，单位为V2/Hz；
②按照电压噪声分类上界SVH和分类下界SVL对单晶硅太阳能电池进行分类：
若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值SVx满足SVx≤SVL，SVx单位为V2/Hz，则将该号单晶硅太阳能电池划归为可靠性最高的Ⅰ类单晶硅太阳能电池；若某号单 晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值SVx满足SVL＜SVx≤SVH，SVx单位为V2/Hz，则将该单晶硅太阳能电池划归为Ⅱ类单晶硅太阳能电池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电压噪声1/f幅值SVx满足SVx＞SVH，则将该号单晶硅太阳能电池分为可靠性最低的Ⅲ类单晶硅太阳能电池；
5)按电流噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第二次可靠性分类；所述的按电流噪声功率谱对单晶硅太阳能电池进行第二次可靠性分类的步骤如下：
a)计算电流噪声可靠性分类上界SIH和分类下界SIL：
分类上界SIH为SIH＝SI+0.08σI，分类下界SIL为SIL＝SI-0.2σI，
式中：SIH为分类上界，单位为V2/Hz，SIL为分类下界，单位为V2/Hz，SI为N个单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声功率谱均值，单位为V2/Hz，σI为N个单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声功率谱均方差，单位为V2/Hz；
b)按照电流噪声分类上界SIH和分类下界SIL对单晶硅太阳能电池进行分类：
若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声1/f幅值SIx满足SIx≤SIL，SIx单位为V2/Hz，则将该号单晶硅太阳能电池划归为可靠性最高的Ⅰ类单晶硅太阳能电池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声1/f幅值SIx满足SIL＜SIx≤SIH，SIx单位为V2/Hz，则将该号单晶硅太阳能电池分为Ⅱ类单晶硅太阳能电池；若某号单晶硅太阳能电池1Hz处电流噪声1/f幅值SIx满足SIx＞SIH，则将该单晶硅太阳能电池划归为可靠性最低的Ⅲ类单晶硅太阳能电池；
6)综合按电压噪声功率谱第一次可靠性分类和按电流噪声功率谱第二次可靠性分类对单晶硅太阳能电池进行最终的可靠性分类。
2.按照权利要求1所述的一种单晶硅太阳能电池可靠性筛选方法，其特征在于，所述的综合按电压噪声功率谱第一次可靠性分类和按电流噪声功率谱第二次可靠性分类对单晶硅太阳能电池进行最终的可靠性分类是指：
所述的按电压噪声功率谱第一次可靠性分类和按电流噪声功率谱第二次可靠性分类已经对同一编号的单晶硅太阳能电池进行了两次分类，若两次分类都将同一编号的单晶硅太阳能电池分为Ⅰ类的单晶硅太阳能电池，则该号单晶硅太阳能电池最终被划分为Ⅰ类的单晶硅太阳能电池；若同一编号的单晶硅太阳能电池两次全被划分为Ⅱ类的单晶硅太阳能电池或者两次中有一次被划分为Ⅰ类的单晶硅太阳能电池另一次被划分为Ⅱ类的单晶硅太阳能电池，则该号单晶硅太阳能电池最终被划分为Ⅱ类的单晶硅太阳能电池；其余情况的该号单晶硅太阳能电池最终被划分为Ⅲ类的单晶硅太阳能电池。
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