CN103618499A - 一种太阳能电池片pid测试装置及测试方法 - Google Patents

一种太阳能电池片pid测试装置及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池片电势诱导衰减（PID）测试装置及测试方法。测试装置包括直流电压器、电阻测试仪、金属电极排和金属托盘。测试方法步骤为：⑴将电池片置于金属托盘上，控制温度0~100℃，湿度0~100%；⑵开启直流电压器，使离子流作用于太阳能电池片表面；⑶持续进行离子辐射，实时测试电池片并联电阻变化情况；⑷作曲线图记录并联电阻变化情况。本发明是对太阳能电池片直接进行并联电阻测试，判断抗PID效果，即在太阳能电池端进行抗PID效果检测，节约了检测成本和测试时间，有利于及时优化抗PID电池的生产工艺，同时可对其进行有效的监控。

Description

一种太阳能电池片PID测试装置及测试方法
技术领域
本发明属于晶体硅太阳能电池制造领域，具体涉及一种太阳能电池片电势诱导衰减（PID）测试装置及测试方法。
背景技术
PID（Potential Induced Degradation）效应称为高压诱导衰减效应，是最近几年光伏领域出现的较新的衰减效应。
随着光伏并网系统的逐渐推广应用，系统电压越来越高，常用的有600V和1000V。组件内部电池片相对于大地的压力越来越高，有的甚至达到600-1000V。一般组件的铝边框都要求接地，这样在电池片和铝边框之间就形成了600-1000V的高压。一般来说，组件封装的层压过程中，结构为5层。电池片在EVA中间，玻璃和背板在最外层，层压过程中EVA形成了透明、电绝缘的物质。然而，任何塑料材料都不可能100%的绝缘，都有一定程度的导电性，特别是在湿度较大的环境中。会有漏电流通过电池片、封装材料、玻璃、背板、铝边框流过，如果在内部电路和铝边框之间形成高电压，漏电流将会达到微安或毫安级别，这就是太阳能电池的高压诱导效应，PID效应使得电池表面钝化效果恶化和形成漏电回路，导致填充因子、开路电压、短路电流降低，使组件性能低于设计标准。PID效应可以使组件功率下降30%以上。
通常的PID测试并不对电池片进行直接检测，而是对组件进行检测。测试条件一般为，在温度85℃和相对湿度85%环境条件下，对组件加载-1000伏电压，连续测试96小时。如果组件功率在PID测试前后的衰减比例小于5%，即认为该组件通过PID测试。由于组件制作工艺和封装材料对于组件PID效应也有很大的影响，因此组件PID测试结果并不能直接反映电池片是否抗PID效应能力，而且组件PID测试周期较长，过程复杂，同时也不能对电池片是否抗PID进行及时有效的评判，对电池生产工艺抗PID的好坏也不能及时反馈，所以在电池端的PID测试方法变成了解决上述问题的有效方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在电池端测试PID装置和方法，使用本发明装置和方法，可以直接对太阳能电池片进行PID测试而对是否能够抗PID进行评判，无需将电池片制作成组件后再进行PID测试，有效的节约时间和成本，同时也有利于对电池工艺进行优化及改进。
本发明解决技术问题所采取的技术方案是：
第一个方面：一种太阳能电池片PID测试装置，包括直流电压器、电阻测试仪、金属电极排和金属托盘，所述金属电极排与直流电压器的正极相连接，所述金属托盘与直流电压器的负极相连接，所述电阻测试仪的测试线之一与金属托盘相连接，另一测试线用于连接太阳能电池片电极。
作为一种优选，所述金属电极排和金属托盘间的距离能够调整，使得测试时当太阳能电池片放置在金属托盘上时，所述金属电极排与太阳能电池片电极间的距离为0.1~10cm。
作为一种优选，所述金属电极排由若干金属电极焊接于金属板构成。
作为一种优选，所述直流电压器能产生20KV的高压。
第二个方面，一种太阳能电池片PID测试方法，使用上述太阳能电池片PID测试装置，包括直流电压器、电阻测试仪、金属电极排和金属托盘，所述金属电极排与直流电压器的正极相连接，所述金属托盘与直流电压器的负极相连接，所述电阻测试仪的测试线之一与金属托盘相连接，另一测试线用于连接太阳能电池片电极；具体测试步骤为：
⑴将太阳能电池片置于金属托盘上，连接好电阻测试仪的测试线，控制环境温度为0~100℃，相对湿度为0~100%；
⑵开启直流电压器，在高电压作用下使金属电极排产生电晕放电，离子流作用于太阳能电池片表面；
⑶对太阳能电池片持续进行离子辐射，并实时测试太阳能电池片的并联电阻变化情况；
⑷作曲线图记录并联电阻变化情况。
作为一种优选，所述测试步骤⑴将太阳能电池片置于金属托盘上时，控制所述金属电极排与太阳能电池片电极间的距离为0.1~10cm。
作为一种优选，所述测试步骤⑴中控制环境温度为25℃，相对湿度为80%。
作为一种优选，所述测试步骤⑵中所述高电压为20KV。
作为一种优选，所述测试步骤⑶对太阳能电池片持续进行离子辐射的持续时间为1~12小时。
作为一种优选，所述测试为取样测试，所述取样测试的时间间隔为10~60分钟。
本发明测试装置中金属电极排由若干金属电极焊接于金属板构成，金属电极均匀分布在金属板上。本发明测试方法使用本发明的测试装置，对太阳能电池片进行并联电阻取样测试，并将并联电阻变化情况记录为曲线图，进而分析太阳能电池片的PID效应。通过测试，根据太阳能电池片的并联电阻衰减幅度判断电池的抗PID效果。具有抗PID效应的电池片的并联电阻衰减幅度远远小于不具有抗PID效应的电池片的并联电阻衰减幅度。通常并联电阻衰减幅度小，譬如<1%，则说明该电池片具有抗PID效应；并联电阻衰减幅度较大，譬如>90%，则说明该电池片不具有抗PID效应。
本发明是对太阳能电池片直接进行并联电阻测试，然后根据并联电阻的变化情况来判断太阳能电池片抗PID效果，即在太阳能电池端进行抗PID效果检测，节约了检测成本和测试时间；在太阳能电池端进行抗PID效果检测，有利于及时优化抗PID电池的生产工艺，同时可以对其进行有效的监控。
附图说明
图1为本发明一种具体实施方式测试装置示意图。
图2为图1所示本发明一种具体实施方式测试装置中金属电极排结构示意图。
具体实施方式
实施例1：如图1所示为一种太阳能电池片PID测试装置，它用于5寸、6寸太阳能电池片的测试包括直流电压器1、电阻测试仪2、金属电极排3和金属托盘4，金属电极排3与直流电压器1的正极相连接，金属托盘4与直流电压器1的负极相连接，电阻测试仪2的测试线之一与金属托盘4相连接，另一测试线用于连接太阳能电池片5电极。金属电极排3由225个金属电极6焊接于160mm×160mm的金属板7构成，如图2。金属电极排3和金属托盘4间的距离能够调整，使得测试时当太阳能电池片5放置在金属托盘4上时，金属电极排3与太阳能电池片5电极间的距离为0.1~10cm。直流电压器能产生20KV的高压。
实施例2：一种太阳能电池片PID测试方法，使用实施例1提供的太阳能电池片PID测试装置，具体测试步骤如下：
⑴将太阳能电池片5置于金属托盘4上，控制金属电极排3的金属电极6与太阳能电池片5电极间的距离为2cm。连接好电阻测试仪2的测试线，控制环境温度为25℃，相对湿度为80%；
⑵开启直流电压器1，在20KV高电压作用下使金属电极排3产生电晕放电，离子流作用于太阳能电池片5表面；
⑶对太阳能电池片5持续进行6小时离子辐射，并以1次/20分（每隔20分钟测试一次）实时取样测试太阳能电池片5的并联电阻变化情况；
⑷作曲线图记录并联电阻变化情况。
根据测试结果并联电阻变化曲线图，分析太阳能电池片的抗PID效应，如果并联电阻无明显变化（<1%），则被测电池片是具有抗PID效应的电池片，如果并联电阻变化较大（>90%），则被测电池片是不具备抗PID效应的电池片。

Claims (10)

1.一种太阳能电池片PID测试装置，其特征在于：包括直流电压器、电阻测试仪、金属电极排和金属托盘，所述金属电极排与直流电压器的正极相连接，所述金属托盘与直流电压器的负极相连接，所述电阻测试仪的测试线之一与金属托盘相连接，另一测试线用于连接太阳能电池片电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片PID测试装置，其特征在于：所述金属电极排和金属托盘间的距离能够调整，使得测试时当太阳能电池片放置在金属托盘上时，所述金属电极排与太阳能电池片电极间的距离为0.1~10cm。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池片PID测试装置，其特征在于：所述金属电极排由若干金属电极焊接于金属板构成。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池片PID测试装置，其特征在于：所述直流电压器能产生20KV的高压。
5.一种太阳能电池片PID测试方法，其特征在于，使用太阳能电池片PID测试装置，所述测试装置如权利要求1所述，包括直流电压器、电阻测试仪、金属电极排和金属托盘，所述金属电极排与直流电压器的正极相连接，所述金属托盘与直流电压器的负极相连接，所述电阻测试仪的测试线之一与金属托盘相连接，另一测试线用于连接太阳能电池片电极；具体测试步骤为：
⑴将太阳能电池片置于金属托盘上，连接好电阻测试仪的测试线，控制环境温度为0~100℃，相对湿度为0~100%；
⑵开启直流电压器，在高电压作用下使金属电极排产生电晕放电，离子流作用于太阳能电池片表面；
⑶对太阳能电池片持续进行离子辐射，并实时测试太阳能电池片的并联电阻变化情况；
⑷作曲线图记录并联电阻变化情况。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池片PID测试方法，其特征在于，所述测试步骤⑴将太阳能电池片置于金属托盘上时，控制所述金属电极排与太阳能电池片电极间的距离为0.1~10cm。
7.根据权利要求5所述的太阳能电池片PID测试方法，其特征在于，所述测试步骤⑴中控制环境温度为25℃，相对湿度为80%。
8.根据权利要求5所述的太阳能电池片PID测试方法，其特征在于，所述测试步骤⑵中所述高电压为20KV。
9.根据权利要求5所述的太阳能电池片PID测试方法，其特征在于，所述测试步骤⑶对太阳能电池片持续进行离子辐射的持续时间为1~12小时。
10.根据权利要求5至9之任意一项所述的太阳能电池片PID测试方法，其特征在于，所述测试为取样测试，所述取样测试的时间间隔为10~60分钟。
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