CN103633935A - 一种参考太阳能电池片的标定方法及装置 - Google Patents

一种参考太阳能电池片的标定方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103633935A
CN103633935A CN201310590743.4A CN201310590743A CN103633935A CN 103633935 A CN103633935 A CN 103633935A CN 201310590743 A CN201310590743 A CN 201310590743A CN 103633935 A CN103633935 A CN 103633935A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cell piece
spectrum
dut
anm
battery sheet
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
CN201310590743.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103633935B (zh
Inventor
王宇昶
张余
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.)
SHANGHAI WEIXIN NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
SHANGHAI WEIXIN NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
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 SHANGHAI WEIXIN NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SHANGHAI WEIXIN NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201310590743.4A priority Critical patent/CN103633935B/zh
Publication of CN103633935A publication Critical patent/CN103633935A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103633935B publication Critical patent/CN103633935B/zh
Active 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

本发明提供了一种参考太阳能电池片的标定方法，其包括以下步骤：先测出待标定电池片一定照射面积上的完整光谱功率，根据所述完整光谱功率得到待标定的电池片的完整光谱响应；然后测定该电池片在多个特定中心波长光谱下的精确光谱响应，求得修正系数；根据待标定的电池片的完整光谱响应与修正系数，得到所述待标定电池片在标准光谱下的短路电流；本发明同时也提供了用于实现上述标定方法的装置。本发明提供的标定方法定标准确，任何生产线出来的电池片都可以用来制作参考电池片，而且不受模拟器的光谱失配特性的影响。

Description

一种参考太阳能电池片的标定方法及装置
技术领域
本发明涉及太阳能电池片测量领域，特别是一种参考太阳能电池片的标定方法及相关定标装置。
背景技术
目前电池片生产企业进行电池片复制的方法和流程是：
2.1从生产线选择一批优质的电池片，经过分选-老化-再分选之后，寄送一至二片电池片去德国太阳能研究所标定；
2.2德国太阳能研究所经过一套测试和计算，给出该电池片在标准测试条件下（AM1.5G光谱，1000W/m2的光照度以及电池片温度25度）的短路电流Isc。完成标定，寄回的电池片就是二级参考电池片；
2.3工厂用收到的二级参考电池片，用标定证书上给出的短路电流Isc，调节模拟器的光强，使得电池片在这个光强条件下实际产生的短路电流等于证书上Isc数值。一般认为这台模拟器已经标定到了：1000W/m2的光强。
2.4把之前同一批经过分选-老化-再分选之后的电池片放在该台已经定标好的模拟器下。测量出各自的短路电流。这些知道了短路电流的电池片就是工厂的日常使用参考电池片。
2.5工厂再把这些日常使用的参考电池片发往生产线，采用它的短路电流标定它在生产线上模拟器的光强。
2.6当工厂开始生产新品电池片时，或者过了一定的时间周期，就采用相同方法，重复步骤2.1至2.6。
能够采用以上方法和步骤进行参考电池片复制的前提条件是：那些经过分选-老化-再分选之后剩下的电池片和送往德国标定的电池片具有相同的光谱响应。或者是用来复制参考电池片的太阳能模拟器有100%匹配的AM1.5G的光谱。
以目前工厂的设备能力，有能力分选出具有相近短路电流的电池片，但是还不能分选出具有相同光谱响应的电池片。测量电池片的整片的实际光谱响应需要有全光斑的光谱响应测试系统。
具有和AM1.5G光谱100%匹配的太阳能模拟器更是不现实。有条件的企业也许能够购买价格非常昂贵的失配度较小的太阳能模拟器。
用这种从某一条生产线筛选出来，近似相同短路电流的电池片去定标其它生产线上的模拟器的前提条件是：这二条生产线上的模拟器具有相同的光谱失配特性。或者这二条生产线生产具有相同光谱响应特性的电池片。
太阳能模拟器的光谱受灯的寿命影响非常大。新安装的灯具有白色的光谱，随着灯的使用时间增长，灯光的颜色开始变暖，红外光谱在增加。光学器件，比如反光镜的镀膜老化会造成光谱移动。所以不同生产线上的太阳能模拟器多半会有不同的光谱失配特性。
同样不同生产线生产的电池片的光谱响应可能相差很大。它受到来料的硅片质量，工艺控制水平，设备新旧等条件的影响。所以工厂采用目前的方法复制出来的参考电池片准确性取决于太阳能模拟器光谱失配特性的一致性好坏以及电池片光谱响应的一致性的好坏。它会对某些生产线或者某些型号的电池片的测量分选带来很大的误差。
发明内容
本发明提供了一种参考太阳能电池片的标定方法，其包括以下步骤：
（1）测出待标定电池片整个照射面上的完整光谱功率，然后根据所述完整光谱功率得到待标定的电池片的完整光谱响应；
（2）测出该待标定电池片在一特定中心波长光谱的光谱功率，然后根据所述特定光谱功率得到该待标定的电池片在该光谱的光谱响应；
（3）将该中心波长代入步骤（1）中得到该待标定电池片在该特定中心波长光谱下的光谱响应；
（4）比较电池片通过步骤（2）与步骤（3）得到的在这特定光谱下的光谱响应，求得一个修正系数；
（5）提供多个中心波长各不同的特定光谱，多次重复步骤（2）至（4），得到多个修正系数，求得平均修正系数；
（6）根据待标定的电池片的完整光谱响应与平均修正系数，得到所述待标定电池片在标准光谱下的短路电流。
较佳地，所述步骤（1）的具体过程为：
1)测量一级参考电池片在范围和待标定电池片相同，nxn=n2个位置点上的短路电流，Isc_st（λi），i=1～n2，λ=300nm至1200nm；
2)计算出照射在该待标定电池片面积mxm（m单位为毫米）上的的光谱功率：Pin(λi)=A1/A0×Σ（Isc_st（λi）/SRo(λi)），i=1～n2；λ=300nm至1200nm；
其中：A0是一级参考电池片的实际有效面积，单位用平方毫米，可以从标定证书上查到数值，SRo(λi)是一级参考电池片的光谱响应；A1=mxm/n2；
3)将需要标定的电池片置于上述已经标定了入射功率的相同面积上，测量出它的短路电流：Isc_dut（λ），λ=300nm至1200nm；
4)计算该电池片的完整光谱响应：SR_dut（λ）=Isc_dut（λ）/Pin(λ)，λ=300nm至1200nm。
较佳地，所述
步骤（2）-（4）的具体过程为：
1)测量一级参考电池片在面积：mxm（m单位为毫米）上，nxn=n2个位置点上的短路电流，Isc_st（λi），i=1～n2；λi=Anm；
2)计算出照射在面积mxm（m单位为毫米）上的总光谱功率：Pin(λi)=A1/A0×Σ（Isc_st（λi）/SRo(λi)），i=1～n2；λi=Anm；其中：A0是一级参考电池片的实际有效面积，单位用平方毫米，可以从标定证书上查到数值，SRo(λi)是一级参考电池片的光谱响应；A1=mxm/n2；
3)将需要标定的电池片置于上述已经标定了入射功率的相同面积上，测量出它的短路电流：Isc_dut（λi），λi=Anm；
4)计算该电池片的在入射光波长Anm时的响应：SR2_dut（Anm）=Isc_dut（λ）/Pin(λ)，λ=Anm；
5）将中心波长为Anm代入SR_dut（λ）中得到通过步骤（1）得到的光谱响应SR_dut（Anm）;
6）计算该电池片在光波长为Anm时的修正系数：
计算：
K1=SR2_dut（Anm）/SR_dut(Anm)。
其中，SR_dut（Anm）是通过步骤（1）获得的该电池片的完整光谱求的的中心波长为Anm的光谱响应，SR2_dut（λ）为通过步骤（2）获得的光谱Anm时的响应。
较佳地，所述步骤（5）-（6）的过程包括：
1)重复步骤（2）-（4）流程，得到该电池片在不同波长光谱的多个修正系数K2、...Kj,j为大于1的整数；
2)计算平均修正系数：K=(K1+K2+...+Kj)/j；该电池片在AM1.5G标准光谱下的短路电流为：
Figure BDA0000418934970000041
较佳地，所述步骤（1）的具体过程为：
1)测量一个二级参考电池片的短路电流，Isc_st（λi），λ=300nm至1200nm；
2)计算出照射在它整个面的光谱功率：Pin(λi)=Isc_st（λi）/SRo(λi)，λ=300nm至1200nm；SRo(λi)是二级参考电池片的光谱响应；
3)将需要标定的电池片置于上述已经标定了入射功率的相同位置上，测量出它的短路电流：Isc_dut（λ），λ=300nm至1200nm；
4)计算该电池片的光谱响应：SR_dut（λ）=Isc_dut（λ）/Pin(λ)，λ=300nm至1200nm。
较佳地，所述步骤（2）-（4）包括：
1)测量二级参考电池片的短路电流，Isc_st（λi），λi=Anm；
2)计算出照射在它上面的光谱功率：Pin(λi)=Isc_st（λi）/SRo(λi)，λi=Anm；SRo(λi)是二级参考电池片的光谱响应；
3)将需要标定的电池片置于上述已经标定了入射功率的位置上，测量出它的短路电流：Isc_dut（λi），λi=Anm；
4)计算该电池片的在入射光波长Anm时的响应：SR2_dut（Anm）=Isc_dut（λ）/Pin(λ)，λ=Anm；
5）将中心波长为Anm代入SR_dut（λ）中得到通过步骤（1）得到的光谱响应SR_dut（Anm）;
6）计算修正系数：
K1=SR2_dut（Anm）/SR_dut(Anm)。
其中，SR_dut（Anm）是通过步骤(1)获得的该电池片的完整光谱求的的中心波长为Anm的光谱响应，SR2_dut（λ）为通过步骤（2）获得的光谱Anm时的响应。
较佳地，所
述步骤（5）-（6）的过程包括：
1)取多个不同的λi值，重复步骤（2）流程，得到该电池片在不同波长光谱的多个修正系数K2、K3...Kj,j为大于1的整数；
2)计算平均修正系数：K=(K1+K2+...+Kj)/j；
该电池片在AM1.5G标准光谱下的短路电流为：
Figure BDA0000418934970000051
本发明还提供了一种用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统，所述全面光谱响应测量系统包括光源、斩波器、单色仪、聚光镜、匀光器、光学镜、偏置光源、电池片、温控测试台、电流放大器、锁相放大器，所述光源发出连续光谱的光，依次经所述斩波器、单色仪、聚光镜、匀光器、以及光学镜照在所述电池片上，所述偏置光源发出偏置光照在所述电池片上，所述电池片置于所述温控测试台上，所述电池片依次与所述电流放大器、锁相放大器连接。
较佳地，所述光源发出光的波长范围为300nm至1200nm。
较佳地，所述温控台保证电池片本体的温度保持在25度的标准测试条件。
本发明还提供了一种用于标定参考太阳能电池片的单色全面光谱定标系统，其包括光源、斩波器、匀光器、带通滤光片、反光镜、光学镜、偏置光源、电池片温控测试台、电流放大器以及锁相放大器，所述光源发出的光经所述斩波器、匀光器、带通滤光片、反光镜、光学镜后照射在所述电池片上，所述电池片设于所述温控测试台上，所述电池片依次与所述电流放大器、锁相放大器连接。
较佳地，所述光源可以是在紫外光和可见光都有很高光谱功率的Xenon/氙灯，或者是光谱稳定的Hg/汞灯。
较佳地，所述光源通过所述带通滤光片获得一个带宽为5nm至50nm之间的均匀单色光。
本发明提供的标定方法定标准确，任何生产线出来的电池片都可以用来制作参考电池片，而且不受模拟器的光谱失配特性的影响；
本发明提供的用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统，其采用的光源发出光的波长范围为300nm至1200nm；测量光斑大于待标定的电池片，测量光斑光强的均匀性优于10%；
本发明提供的用于标定参考太阳能电池片的单色全面光谱定标系统，采用的带通滤光片获得一个带宽为5nm至50nm之间的均匀单色光，其单色光斑大于待标定的电池片，单色光斑光强的均匀性优于2%。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的参考太阳能电池片的标定方法流程图；
图2为本发明实施例提供的全面光谱响应测量系统组成示意图；
图3为本发明实施例提供的单色全面光谱定标系统组成示意图；
图4为本发明实施例提供的一级参考电池片示意图；
图5为本发明实施例提供的一级参考电池片4X4测量点示意图；
图6为本发明实施例提供的一级参考电池片5X5测量点示意图；
图7为本发明实施例提供的二级参考电池片示意图。
具体实施例
术语解释：
一级参考电池片：是一种标准太阳能电池，已经精确地标定出：在光强1000W/m2，AM1.5G光谱，温度25度条件下的短路电流。它是通过二级标准仪器，比如标准传感器，标准光谱辐射计，通过特别的流程和设备标定出来的。它通常由国家计量院，或者相关的国家机构保管。它在目前所具有的技术上，最大程度地保证具有极高的长时间稳定性和极高的重复测量精度。电池的有效面积通常为：20mm x20mm。
二级参考电池片：也是一种标准太阳能电池，用于日常的使用，比如自然光，模拟器光强的定标。它不一定采用和制作一级标准电池片相同的技术，设备和步骤，它可以通过和一级参考电池片做定期的比对，力求达到类似的长期稳定性，精确度和可重复性。电池的有效面积通常是电池片的尺寸，5寸：125mmx125mm，6寸：156mm x156mm。
日常使用参考电池片：从一级或者二级参考电池片复制而来，用于日常的比如自然光，模拟器光强定标。电池片生产厂产线上采用的通常是这类日常使用参考电池片。
AM1.5G太阳能光谱：为了便于评估，比较各种太阳能电池，组件的性能，光伏行业采用一套称之为AM1.5G的光谱，作为共同标准。在国际电工委员会的标准：IEC60904-3有详细规定。它也可以从美国能源实验室(NERL)的SMARTS软件模拟出来。它实际是个理论数值，各个国家实际的太阳光谱和AM1.5G光谱不完全相同。
太阳能模拟器：是一种模拟具有AM1.5G光谱的太阳光的装置。它通常采用氙灯，石英灯或者LED灯为光源，采用滤光片把光谱调节到近似于AM1.5G。国际电工委员会的标准：IEC60904-9对模拟器有详细的要求。A级模拟器的对于AM1.5G光谱的失配度是±25%。
标准测试条件：国际电工委员会的标准IEC60904-1规定：评估电池片的转换效率必须满足三个测试条件：AM1.5G光谱，1000W/m2的光强以及电池片的本体温度：25℃.参考电池片就是用来定标模拟器，达到1000W/m2的光强。
太阳能电池的光谱响应：对于以硅为材质的太阳能电池，它能够把光谱从300nm到1100nm的光转换为电流。不同材料，不同质量其转换效率不同。用公式来表达：
SR(λi)=Isc(λi）/Pin(λi)
SR(λi):为太阳能电池在光谱λi下的光谱响应；单位：安培/瓦
Isc(λi):为太阳能电池在光谱λi下的短路电流；单位：安培
Pin(λi)：为照射到太阳能电池表面的光谱λi的能量，单位：W/m2nm-1
电池片短路电流：电池片的二端电压为零伏条件下，电池片受光照而产生出来的电流。它通常和入射光的功率成正比。因此，经过定标之后的电池片的短路电流可以用来定标模拟器的光功率，以及照射强度。
本发明的理论基础是：根据太阳能电池的光谱响应定义：SR(λi)=Isc(λi）/Pin(λi)，那么其在AM1.5G太阳能光谱条件下的短路电流：Isc（AM1.5G）=SR(λi)x Pin(AM1.5G)；
如果我们能够测量出该电池片的准确的光谱响应，我们就能从以上的公式，计算出它在AM1.5G光谱条件下的短路电流Isc（AM1.5G）。这就是标定太阳能模拟器的光强需要用的参数值。
实施方式
本实施例提供了一种用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统，如图2所示，所述全面光谱响应测量系统包括光源1、斩波器2、单色仪3、聚光镜4、匀光器5、光学镜6、偏置光源7、电池片8、温控测试台9、电流放大器10、锁相放大器11，光源1发出连续光谱的光，一次经斩波器2、匀光器3、带通滤光片4、反光镜5以及光学镜6照在电池片8上，偏置光源7发出偏置光照在电池片8上，电池片8置于温控测试台9上，电池片8依次与电流放大器10、锁相放大器11连接。
本实施例还提供了一种用于标定参考太阳能电池片的单色全面光谱定标系统，如图3所示，包括光源12、斩波器13、匀光器14、带通滤光片15、反光镜16、光学镜17、偏置光源18、电池片19、温控测试台20、电流放大器21以及锁相放大器22，光源12发出的光经斩波器13、匀光器14、带通滤光片15、反光镜16、光学镜17后照射在电池片19上，电池片19设于温控测试台20上，电池片19依次与电流放大器21、锁相放大器22连接。
因为多晶硅质量的不均匀性，以及工艺控制等其它因素，晶硅电池，特别是多晶硅电池片在其面上产生的电流密度是非均匀的。电池片整个面的光谱响应测量系统的功能就是测量出电池完整的和总的光谱响应，而不是工厂现有小光斑测量的，电池片面上局部的光谱响应。
系统说明：
在图2中，光源为单色仪提供一个有连续光谱的光，波长至少覆盖从300nm至1200nm.它可以是Xenon/氙灯光源，也可以是石英灯光源，或者二者结合。
在图2中，斩波器和测量电路的锁相放大器配合，用来提高测量信号的信噪比，同时把偏置光产生的直流电流和测量用单色光产生的交流电流分隔开来。
在图2中，经过匀光器和光学镜之后的均匀单色光斑需要覆盖整个电池片，也就是均匀单色光斑的大小：大于160mm x160mm；
在图2中，偏置光的作用是提升电池片的电流，使得电池片工作在电流-光强的线性区；
在图2中，温控台能够保证电池片本体的温度保持在25度的标准测试条件。温控可以是半导体peltier制冷器，也可以是水冷制冷器。
在图3中，光源可以是在UV和可见光都有很高光谱功率的Xenon/氙灯，或者是光谱稳定的Hg/汞灯；
在图3中，带通滤光片的作用是定标系统在电池片上获得一个带宽为5nm至50nm之间的均匀单色光。
如图3所示的单色光谱定标系统能够产生比上述的连续光谱测量系统光功率更强，更均匀的单色光。通过更换不同的带通滤光片，可以精确地定标电池片在特定光谱的响应。通过这些特定光谱的响应值，可以进一步修正由之前从连续光谱测量系统获得的电池片光谱响应。
如图1所示，本发明实施例提供了一种参考太阳能电池片的标定方法，其包括以下步骤：
（1）测出待标定电池片整个照射面上的完整光谱功率，然后根据所述完整光谱功率得到待标定的电池片的完整光谱响应；
（2）测出该待标定电池片在一特定中心波长光谱的光谱功率，然后根据所述特定光谱功率得到该待标定的电池片在该光谱的光谱响应；
（3）将该中心波长代入步骤（1）中得到该待标定电池片在该特定中心波长光谱下的光谱响应；
（4）比较电池片通过步骤（2）与步骤（3）得到的在这特定光谱下的光谱响应，求得一个修正系数；
（5）提供多个中心波长各不同的特定光谱，多次重复步骤（2）至（4），得到多个修正系数，求得平均修正系数；
（6）根据待标定的电池片的完整光谱响应与平均修正系数，得到所述待标定电池片在标准光谱下的短路电流。
在图2所示的装置中，测量电池片的全面完整的光谱响应，其流程为：
1.把图4所示的一级参考电池片置于图2所示的电池片位置，依据图5所示的测量点的分布，测量4x4=16个位置点上的短路电流，Isc_st（λi），i=1～16；λ=300nm至1200nm；
2.计算出照射在面积156x156上的光谱功率：Pin(λi)=A1/A0×Σ（Isc_st（λi）/SRo(λi)），i=1～16；λ=300nm至1200nm；
其中：A0是一级参考电池片的实际有效面积，单位用mm2，可以从标定证书上查到数值。SRo(λi)是一级参考电池片的光谱响应；A1=156x156/16=1521；
3.也可以采用图6所示的5x5=25个测量点的分布，计算照射面积156x156上的光谱功率：Pin(λ)=A1/A0×Σ（Isc_st（λi）/SRo(λi)），i=1～25；λ=300nm至1200nm；A1=156x156/25=973.44；
4.测量点不限于之前的二种分布，可以是6x6=36，或者7x7=49，甚至8x8=64，这只是需要改变i和A1的值；
5.把图7所示的需要标定的电池片置于上述已经标定了入射功率的相同面积上。测量出它的短路电流：Isc_dut（λ），λ=300nm至1200nm；
6.计算该电池片的光谱响应：SR_dut（λ）=Isc_dut（λ）/Pin(λ)，λ=300nm至1200nm；
在图3的装置上，精确地定标电池片在以下特定光谱的响应：
λ=400nm，610nm和810nm；其流程是：
1.把图4所示的一级参考电池片置于图3所示的电池片位置，依据图5所示的测量点的分布，测量4x4=16个位置点上的短路电流，Isc_st（λi），i=1～16；λi=400nm；
2.计算出照射在面积156x156上的光谱功率：Pin(λi)=A1/A0×Σ（Isc_st（λi）/SRo(λi)），i=1～16；λi=400nm；
其中：A0是一级参考电池片的实际有效面积，单位用mm2，可以从标定证书上查到数值。SRo(λi)是一级参考电池片的光谱响应；A1=156x156/16=1521；
3.也可以采用图6所示的5x5=25个测量点的分布，计算照射面积156x156上的光谱功率：Pin(λ)=A1/A0×Σ（Isc_st（λi）/SRo(λi)），i=1～25；λi=400nm；A1=156x156/25=973.44；
4.测量点不限于之前的二种分布，可以是6x6=36，或者7x7=49，甚至是：8x8=64，这只是改变i和A1的值；
5.把图7所示的需要标定的电池片置于上述已经标定了入射功率的相同面积上。测量出它的短路电流：Isc_dut（λi），λi=400nm；
6.计算该电池片的在入射光波长400nm时的响应：SR2_dut（400nm）=Isc_dut（λ）/Pin(λ)，λ=400nm；
7.从步骤1得到的全面连续的光谱响应曲线SR_dut(λ)中找出它在400nm的响应：SR1_dut(400nm)，计算修正系数：
K1=SR2_dut（400nm）/SR1_dut(400nm)
8.重复第二步的以上流程，得到该电池片在波长610nm和810nm的修正系数
K2=SR2_dut（610nm）/SR1_dut(610nm)
K3=SR2_dut（810nm）/SR1_dut(810nm)
9.计算平均修正系数：K=(K1+K2+K3)/3
10.所采用的特定带通中心波长不限制于以上3种，可以是从300nm至1200nm的任何波长；也不限制3点，可以1，2或者4，5，6点。
11.采用的波长带宽也不限制10nm，可以是2nm至50nm的任何宽度；
12.计算该电池片在AM1.5G标准光谱下的短路电流：
Figure BDA0000418934970000111
除了采用一级参考电池片来定标入射光功率，也可以采用如图7所示的二级参考电池片，因为它的尺寸大小和定标的电池片尺寸相同，定标的流程可以简化为：
1.把图7所示的二级参考电池片置于图2所示的电池片位置，测量它的短路电流，Isc_st（λi），λ=300nm至1200nm；
2.计算出照射在它整个面的光谱功率：Pin(λi)=Isc_st（λi）/SRo(λi)，λ=300nm至1200nm；SRo(λi)是二级参考电池片的光谱响应；
3.把图7所示的需要标定的电池片置于上述已经标定了入射功率的相同位置上。测量出它的短路电流：Isc_dut（λ），λ=300nm至1200nm；
4.计算该电池片的光谱响应：SR_dut（λ）=Isc_dut（λ）/Pin(λ)，λ=300nm至1200nm；
第二步是在图3的装置上，精确地定标电池片在以下特定光谱的响应：λ=400nm，610nm和810nm；其流程是：
1.把图7所示的二级参考电池片置于图3所示的电池片位置，测量它的短路电流，Isc_st（λi），λi=400nm；
2.计算出照射在它上面的光谱功率：Pin(λi)=Isc_st（λi）/SRo(λi)，λi=400nm；SRo(λi)是二级参考电池片的光谱响应；
3.把图7所示的需要标定的电池片置于上述已经标定了入射功率的位置上。测量出它的短路电流：Isc_dut（λi），λi=400nm；
4.计算该电池片的在入射光波长400nm时的响应：SR2_dut（400nm）=Isc_dut（λ）/Pin(λ)，λ=400nm；
5.从步骤1得到的全面连续的光谱响应曲线SR_dut(λ)中找出它在400nm的响应：SR1_dut(400nm)，计算修正系数：
K1=SR2_dut（400nm）/SR1_dut(400nm)
6.重复第二步的以上流程，得到该电池片在波长610nm和810nm的修正系数
K2=SR2_dut（610nm）/SR1_dut(610nm)
K3=SR2_dut（810nm）/SR1_dut(810nm)
7.计算平均修正系数：K=(K1+K2+K3)/3
8.所采用的特定带通中心波长不限制于以上3种，可以是从300nm至1200nm的任何波长；也不限制3点，可以1，2或者4，5，6点。
9.采用的波长带宽也不限制10nm，可以是2nm至50nm的任何宽度；
10.计算该电池片在AM1.5G标准光谱下的短路电流：
Figure BDA0000418934970000121
由二级参考电池片复制出来的标准电池片，称之为工作参考电池片。
本发明提供的标定方法定标准确，任何生产线出来的电池片都可以用来制作参考电池片，而且不受模拟器的光谱失配特性的影响。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (13)

1.一种参考太阳能电池片的标定方法，其特征在于，包括以下步骤： 
（1）测出待标定电池片整个照射面上的完整光谱功率，然后根据所述完整光谱功率得到待标定的电池片的完整光谱响应； 
（2）测出该待标定电池片在一特定中心波长光谱的光谱功率，然后根据所述特定光谱功率得到该待标定的电池片在该光谱的光谱响应； 
（3）将该中心波长代入步骤（1）中得到该待标定电池片在该特定中心波长光谱下的光谱响应； 
（4）比较电池片通过步骤（2）与步骤（3）得到的在这特定光谱下的光谱响应，求得一个修正系数； 
（5）提供多个中心波长各不同的特定光谱，多次重复步骤（2）至（4），得到多个修正系数，求得平均修正系数； 
（6）根据待标定的电池片的完整光谱响应与平均修正系数，得到所述待标定电池片在标准光谱下的短路电流。 
2.如权利要求1所述的参考太阳能电池片的标定方法，其特征在于，所述步骤（1）的具体过程为： 
1)测量一级参考电池片在范围和待标定电池片相同，nxn=n2个位置点上的短路电流，Isc_st（λi），i=1～n2，λ=300nm至1200nm； 
2)计算出照射在该待标定电池片面积mxm（m单位为毫米）上的的光谱功率：Pin(λi)=A1/A0×Σ（Isc_st（λi）/SRo(λi)），i=1～n2；λ=300nm至1200nm； 
其中：A0是一级参考电池片的实际有效面积，单位用平方毫米，可以从标定证书上查到数值，SRo(λi)是一级参考电池片的光谱响应；A1=mxm/n2； 
3)将需要标定的电池片置于上述已经标定了入射功率的相同面积上，测量出它的短路电流：Isc_dut（λ），λ=300nm至1200nm； 
4)计算该电池片的完整光谱响应：SR_dut（λ）=Isc_dut（λ）/Pin(λ)，λ=300nm至1200nm。 
3.如权利要求2所述的参考太阳能电池片的标定方法，其特征在于，所述步骤（2）-（4）的具体过程为： 
1)测量一级参考电池片在面积：mxm（m单位为毫米）上，nxn=n2个位置点上的短路电流，Isc_st（λi），i=1～n2；λi=Anm； 
2)计算出照射在面积mxm（m单位为毫米）上的总光谱功率：Pin(λi)=A1/A0×Σ（Isc_st（λi）/SRo(λi)），i=1～n2；λi=Anm；其中：A0是一级参考电池片的实际有效面积，单位用平方毫米，可以从标定证书上查到数值，SRo(λi)是一级参考电池片的光谱响应；A1=mxm/n2； 
3)将需要标定的电池片置于上述已经标定了入射功率的相同面积上，测量出它的短路电流：Isc_dut（λi），λi=Anm； 
4)计算该电池片的在入射光波长Anm时的响应：SR2_dut（Anm）=Isc_dut（λ）/Pin(λ)，λ=Anm； 
5）将中心波长为Anm代入SR_dut（λ）中得到通过步骤（1）得到的光谱响应SR_dut（Anm）; 
6）计算该电池片在光波长为Anm时的修正系数： 
计算： 
K1=SR2_dut（Anm）/SR_dut(Anm)； 
其中，SR_dut（Anm）是通过步骤（1）获得的该电池片的完整光谱求的的中心波长为Anm的光谱响应，SR2_dut（λ）为通过步骤（2）获得的光谱Anm时的响应。 
4.如权利要求3所述的参考太阳能电池片的标定方法，其特征在于，所述步骤（5）-（6）的过程包括： 
1)重复步骤（2）-（4）流程，得到该电池片在不同波长光谱的多个修正系数 
K2、...Kj,j为大于1的整数； 
2)计算平均修正系数：K=(K1+K2+...+Kj)/j；该电池片在AM1.5G标准光谱下的短路电流为： 
5.如权利要求1所述的参考太阳能电池片的标定方法，其特征在于，所述步骤（1）的具体过程为： 
1)测量一个二级参考电池片的短路电流，Isc_st（λi），λ=300nm至1200nm； 
2)计算出照射在它整个面的光谱功率：Pin(λi)=Isc_st（λi）/SRo(λi)，λ=300nm至1200nm；SRo(λi)是二级参考电池片的光谱响应； 
3)将需要标定的电池片置于上述已经标定了入射功率的相同位置上，测量出它的短路电流：Isc_dut（λ），λ=300nm至1200nm； 
4)计算该电池片的光谱响应：SR_dut（λ）=Isc_dut（λ）/Pin(λ)，λ=300nm至1200nm。 
6.如权利要求5所述的参考太阳能电池片的标定方法，其特征在于，所述步骤（2）包括： 
1)测量二级参考电池片的短路电流，Isc_st（λi），λi=Anm； 
2)计算出照射在它上面的光谱功率：Pin(λi)=Isc_st（λi）/SRo(λi)，λi=Anm；SRo(λi)是二级参考电池片的光谱响应； 
3)将需要标定的电池片置于上述已经标定了入射功率的位置上，测量出它的短路电流：Isc_dut（λi），λi=Anm； 
4)计算该电池片的在入射光波长Anm时的响应：SR2_dut（Anm）=Isc_dut（λ）/Pin(λ)，λ=Anm； 
5）将中心波长为Anm代入SR_dut（λ）中得到通过步骤（1）得到的光谱响应SR_dut（Anm）; 
6）计算修正系数： 
K1=SR2_dut（Anm）/SR_dut(Anm)； 
其中，SR_dut（Anm）是通过步骤(1)获得的该电池片的完整光谱求的的中 
心波长为Anm的光谱响应，SR2_dut（λ）为通过步骤（2）获得的光谱Anm时的响应。 
7.如权利要求6所述的参考太阳能电池片的标定方法，其特征在于，所述步骤（5）-（6）的过程包括： 
1)取多个不同的λi值，重复步骤（2）流程，得到该电池片在不同波长光谱的多个修正系数K2、K3...Kj,j为大于1的整数； 
2)计算平均修正系数：K=(K1+K2+...+Kj)/j； 
该电池片在AM1.5G标准光谱下的短路电流为： 
8.一种用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统，其特征在于，所述全面光谱响应测量系统包括光源、斩波器、单色仪、聚光镜、匀光器、光学镜、偏置光源、电池片、温控测试台、电流放大器、锁相放大器，所述光源发出连续光谱的光，依次经所述斩波器、单色仪、聚光镜、匀光器、以及光学镜照在所述电池片上，所述偏置光源发出偏置光照在所述电池片上，所述电池片置于所述温控测试台上，所述电池片依次与所述电流放大器、锁相放大器连接。 
9.如权利要求8所述的用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统，其特征在于，所述光源发出光的波长范围为300nm至1200nm。 
10.如权利要求8所述的用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统，其特征在于，所述温控台保证电池片本体的温度保持在25度的标准测试条件。 
11.一种用于标定参考太阳能电池片的单色全面光谱定标系统，其特征在于，包括光源、斩波器、匀光器、带通滤光片、反光镜、光学镜、偏置光源、电池片温控测试台、电流放大器以及锁相放大器，所述光源发出的光经所述斩波器、匀光器、带通滤光片、反光镜、光学镜后照射在所述电池片上，所述电池片设于所述温控测试台上，所述电池片依次与所述电流放大器、锁相放大器连接。 
12.如权利要求11所述的用于标定参考太阳能电池片的单色全面光谱定标系统，其特征在于，所述光源可以是在紫外光和可见光都有很高光谱功率的Xenon/氙灯，或者是光谱稳定的Hg/汞灯。 
13.如权利要求11所述的用于标定参考太阳能电池片的单色全面光谱定标系统，其特征在于，所述光源通过所述带通滤光片获得一个带宽为5nm至50nm之间的均匀单色光。 
CN201310590743.4A 2013-11-21 2013-11-21 一种参考太阳能电池片的标定方法 Active CN103633935B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310590743.4A CN103633935B (zh) 2013-11-21 2013-11-21 一种参考太阳能电池片的标定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310590743.4A CN103633935B (zh) 2013-11-21 2013-11-21 一种参考太阳能电池片的标定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103633935A true CN103633935A (zh) 2014-03-12
CN103633935B CN103633935B (zh) 2017-01-11

Family

ID=50214639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310590743.4A Active CN103633935B (zh) 2013-11-21 2013-11-21 一种参考太阳能电池片的标定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103633935B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103944511A (zh) * 2014-04-22 2014-07-23 英利集团有限公司 太阳能电池的标定方法
CN109037091A (zh) * 2018-06-12 2018-12-18 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 一种切片电池参考片及其标定方法
CN112447878A (zh) * 2019-08-30 2021-03-05 盐城阿特斯阳光能源科技有限公司 二级标片的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101694510A (zh) * 2009-08-13 2010-04-14 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 多结太阳电池的集成测试系统
JP2012064661A (ja) * 2010-09-14 2012-03-29 Konica Minolta Sensing Inc 太陽電池評価装置およびそれに用いられる光源評価装置
WO2012081149A1 (ja) * 2010-12-16 2012-06-21 コニカミノルタセンシング株式会社 分光感度測定装置、太陽電池評価装置、分光感度校正方法および分光放射照度校正方法
CN102621073A (zh) * 2012-03-02 2012-08-01 北京卓立汉光仪器有限公司 一种太阳能电池的光谱响应值测量系统及方法
US20130194564A1 (en) * 2012-01-26 2013-08-01 Solarworld Industries America, Inc. Method and apparatus for measuring photovoltaic cells
CN204068865U (zh) * 2013-11-21 2014-12-31 上海伟信新能源科技有限公司 用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统及单色全面光谱定标系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101694510A (zh) * 2009-08-13 2010-04-14 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 多结太阳电池的集成测试系统
JP2012064661A (ja) * 2010-09-14 2012-03-29 Konica Minolta Sensing Inc 太陽電池評価装置およびそれに用いられる光源評価装置
WO2012081149A1 (ja) * 2010-12-16 2012-06-21 コニカミノルタセンシング株式会社 分光感度測定装置、太陽電池評価装置、分光感度校正方法および分光放射照度校正方法
US20130194564A1 (en) * 2012-01-26 2013-08-01 Solarworld Industries America, Inc. Method and apparatus for measuring photovoltaic cells
CN102621073A (zh) * 2012-03-02 2012-08-01 北京卓立汉光仪器有限公司 一种太阳能电池的光谱响应值测量系统及方法
CN204068865U (zh) * 2013-11-21 2014-12-31 上海伟信新能源科技有限公司 用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统及单色全面光谱定标系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103944511A (zh) * 2014-04-22 2014-07-23 英利集团有限公司 太阳能电池的标定方法
CN109037091A (zh) * 2018-06-12 2018-12-18 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 一种切片电池参考片及其标定方法
CN109037091B (zh) * 2018-06-12 2021-06-15 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 一种切片电池参考片及其标定方法
CN112447878A (zh) * 2019-08-30 2021-03-05 盐城阿特斯阳光能源科技有限公司 二级标片的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103633935B (zh) 2017-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4944231B2 (ja) 太陽電池評価装置およびそれに用いられる光源評価装置
CN204068865U (zh) 用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统及单色全面光谱定标系统
Zaid et al. Differential spectral responsivity measurement of photovoltaic detectors with a light-emitting-diode-based integrating sphere source
CN102914323B (zh) 一种光电探测器绝对光谱响应的校准方法
Botero-Valencia et al. Multi-channel low-cost light spectrum measurement using a multilayer perceptron
CN103633935A (zh) 一种参考太阳能电池片的标定方法及装置
Pravettoni et al. An alternative method for spectral response measurements of large‐area thin‐film photovoltaic modules
Larason et al. Sources of error in UV radiation measurements
Müllejans et al. Linearity of photovoltaic devices: quantitative assessment with N-lamp method
Xu et al. Characterization and calibration of broadband ultraviolet radiometers
Nagamine et al. New solar simulator for multi-junction solar cell measurements
Osterwald et al. Effects of spectral error in efficiency measurements of GaInAs-based concentrator solar cells
Meng et al. Research on integrated system for solar simulator performance calibration according to IEC 60904-9
Dubard et al. Photovoltaic module performance measurements traceability: Uncertainties survey
Erb et al. PTB network for realization and maintenance of the candela
Sara et al. Determining spectral response of a photovoltaic device using polychromatic filters
WO2012035694A1 (ja) 太陽電池評価装置および光源評価装置
CN110823370A (zh) 基于光子计数法的紫外弱光探测器辐射灵敏度校准装置
CN209764269U (zh) 一种led光源的光通量测量装置
Vijeta et al. Traceability of Total Spectral Radiant Flux (TSRF) Scale Using Spectral Irradiance and Total Luminous Flux Scale at CSIR-NPL, India
CN104953949B (zh) 一种太阳电池及太阳电池组件的电性能测试方法
Bisaillon et al. Non-traditional light sources for solar cell and module testing
Apolloni et al. Power Measurement of MICROMORPH Tandem Modules—An Overview
Serreze et al. A new generation of compact solar simulators
Sobczynski Impact of light source spectrum in laboratory test of commercially available photovoltaic panels

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant