CN106208964A - 模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速pid性能测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速PID性能测试方法，其中所述的方法具体包括以下步骤：(1)测试组件的封装(2)测试电池片的电致发光图像和电性能；(3)把盛有水的容器放置环境实验箱中，对容器中的水进行加热；(4)水的温度至预设温度后，将测试组件的玻璃面朝下浮于水面；(5)将测试组件处于‑1000V的直流电压下；(6)测试作用24小时，再次测试的电池片的电致发光图像和电性能；(7)根据实验前后电池片的电致发光图像和电性能的变化情况，得出电池片的功率衰减百分数。采用本发明中的测试方法，能模拟太阳能组件在高温高湿的环境中，加速老化的实验方法，快速准确的评估电池片是否具备抗PID的性能。
Description
技术领域
本发明涉及晶体硅太阳能电池技术领域，尤其涉及太阳能PID性能测试，具体是指一种模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速PID性能测试方法。
背景技术
近年来，倍受关注的组件的电位诱发衰减(Potential Induced Degradation，简记为PID)现象引起的光伏系统发电量下降的问题越来越多的收到人们的关注。该现象最早是由Sunpower公司在2005年发现，PID是指组件长期在高电压作用下使得玻璃、封装材料之间存在漏电流，导致组件性能低于设计标准。2010年，美国可再生能源实验室(NREL)和Solon公司研究发现采用P型晶体硅电池片所制备的组件在负偏压下都有潜在的PID现象。PID现象严重时候它可以引起一块组件功率衰减50％以上，从而影响整个电站的功率输出，因此组件的PID现象越来越受到光伏行业的重视。如何在电池生产端事先对生产的电池的抗PID性能进行测试和监控变得很重要。目前太阳电池领域都是把电池做成组件成品，按照标准的测试条件去测试组件的抗PID性能，但实际中很多电池工厂并没有组件工厂，而且组件的PID测试要测96小时，对于电池工厂来说，等待时间过长，无法对各种抗PID的电池工艺进行快速评估和监控。
有的厂家也开发了单片电池的PID测试仪，但其并没有对电池进行封装，存在跟实际情况相距太大的问题，有的按照大组件的封装结构对电池制造小组件进行测试，但由于常规组件封装结构不是最苛刻的条件，不能显示出不同电池结构的差异。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够在最苛刻测试环境下快速、准确测试电池结构的PID性能的模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速PID性能测试方法。
为了实现上述目的，本发明具有如下步骤：
(1)测试组件的封装，将数个待测试的电池片进行封装得到所述的测试组件，所述的测试组件的封装边框为铝边框。
(2)测试所述的电池片的电致发光图像和电性能；
(3)把盛有水的容器放置在能提供-40℃～85℃温度的环境实验箱中，对所述的容器中的水进行加热；
(4)所述的容器中的水的温度至预设温度后，将所述的测试组件放入所述的盛有水的容器中，所述的测试组件的玻璃面朝下，并使所述的测试组件浮于水面；
(5)将所述的测试组件的正负极短路接到外接直流电源的负极，所述的铝边框接到直流电源的正级，所述的直流电源电压设为1000V，以使所述的电池片处于-1000V的直流电压下；
(6)测试作用24小时，关闭所述的环境实验箱，再次测试所述的电池片的电致发光图像和电性能；
(7)根据实验前后所述的电池片的电致发光图像和电性能的变化情况，得出所述的电池片的功率衰减百分数，
若所述的电池片功率衰减百分数小于5％，则测试结果为所述的电池片通过PID测试，
若所述的电池片功率衰减百分数大于或等于5％，则测试结果为所述的电池片不通过PID测试。
较佳地，所述的测试组件是由6个待测试的电池片以2×3的形式封装得到
较佳地，所述的测试组件的EVA为非抗PID的EVA。
较佳地，所述的步骤(4)中所述的预设温度为50度。
较佳地，所述的盛有水的容器中水的深度为5cm，所述的水为含有离子的水。
采用了该发明中的模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速PID性能测试方法，具有如下有益效果：
(1)把测试组件的玻璃面朝下放置，来模拟实际太阳能组件在海岛或下雨的环境下，表面覆盖一层水膜的情况，而且浮于水面，有利于保证电场的均匀性，模拟最苛刻的环境；
(2)保证水温是50度，环境温度是50度，让测试条件以最接近太阳能组件在实际的环境中的温度和湿度中进行；
(3)用非抗PID的EVA来确保小组件的PID性能只取决于电池的品质，而跟封装材料无关；
(4)直流偏压-1000V偏压下作用24小时，可以快速而有效的比较出不同电池片工艺的差异，避免了常规测试方法中96小时才能看出差异的耗时长的问题。
附图说明
图1为本发明模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速PID性能测试方法的流程图。
图2为使用本发明模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速PID性能测试方法在同一测试条件下测试两种不同电池工艺的电致发光图的对比图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
请参阅图1所示，本发明的模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速PID性能测试方法，其中具有如下步骤：
(1)测试组件的封装，将数个待测试的电池片进行封装得到所述的测试组件，所述的测试组件的封装边框为铝边框。
(2)测试所述的电池片的电致发光图像和电性能；
(3)把盛有水的容器放置在能提供-40℃～85℃温度的环境实验箱中，对所述的容器中的水进行加热；
(4)所述的容器中的水的温度至预设温度后，将所述的测试组件放入所述的盛有水的容器中，所述的测试组件的玻璃面朝下，并使所述的测试组件浮于水面；
(5)将所述的测试组件的正负极短路接到外接直流电源的负极，所述的铝边框接到直流电源的正级，所述的直流电源电压设为1000V，以使所述的电池片处于-1000V的直流电压下；
(6)测试作用24小时，关闭所述的环境实验箱，再次测试所述的电池片的电致发光图像和电性能；
(7)根据实验前后所述的电池片的电致发光图像和电性能的变化情况，得出所述的电池片的功率衰减百分数，
若所述的电池片功率衰减百分数小于5％，则测试结果为所述的电池片通过PID测试，
若所述的电池片功率衰减百分数大于或等于5％，则测试结果为所述的电池片不通过PID测试。
在一种较佳的实施方式中，所述的测试组件是由6个待测试的电池片以2×3的形式封装得到
在一种较佳的实施方式中，所述的测试组件的EVA为非抗PID的EVA，用非抗PID的EVA来确保电池片的PID性能只取决于电池的品质，而跟封装材料无关。
在一种较佳的实施方式中，所述的步骤(4)中所述的预设温度为50度，模拟环境温度为50度时，让测试条件最接近太阳能组件在实际的环境中的温度和湿度。
在一种较佳的实施方式中，所述的盛有水的容器中水的深度为5cm，所述的水为含有离子的水，水须用非去离子水，跟太阳能实际安装环境中的水质越接近越好。
下表的数据为本发明的一个具体实施例，在同一个测试条件下对两种不同电池工艺进行测试，可以看出，用该测试方法可以快速有效的对比出不同电池工艺的抗PID性能差异。
图2为本发明的一个具体实施例的对比电池片的电致发光的图，也可以明显看出在本发明的测试方法下电池片性能的变化。
采用了该发明中的模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速PID性能测试方法，具有如下有益效果：
(1)把测试组件的玻璃面朝下放置，来模拟实际太阳能组件在海岛或下雨的环境下，表面覆盖一层水膜的情况，而且浮于水面，有利于保证电场的均匀性，模拟最苛刻的环境，其中水须用非去离子水，跟太阳能实际安装环境中的水质越接近越好；
(2)保证水温是50度，环境温度是50度，让测试条件以最接近太阳能组件在实际的环境中的温度和湿度中进行；
(3)用非抗PID的EVA来确保小组件的PID性能只取决于电池的品质，而跟封装材料无关；
(4)直流偏压-1000V偏压下作用24小时，可以快速而有效的比较出不同电池片工艺的差异，避免了常规测试方法中96小时才能看出差异的耗时长的问题。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (5)
1.一种模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速PID性能测试方法，其特征在于，所述的方法具体包括以下步骤：
(1)测试组件的封装，将数个待测试的电池片进行封装得到所述的测试组件，所述的测试组件的封装边框为铝边框；
(2)测试所述的电池片的电致发光图像和电性能；
(3)把盛有水的容器放置在能提供-40℃～85℃温度的环境实验箱中，对所述的容器中的水进行加热；
(4)所述的容器中的水的温度至预设温度后，将所述的测试组件放入所述的盛有水的容器中，所述的测试组件的玻璃面朝下，并使所述的测试组件浮于水面；
(5)将所述的测试组件的正负极短路接到外接直流电源的负极，所述的铝边框接到直流电源的正级，所述的直流电源电压设为1000V，以使所述的电池片处于-1000V的直流电压下；
(6)测试作用24小时，关闭所述的环境实验箱，再次测试所述的电池片的电致发光图像和电性能；
(7)根据实验前后所述的电池片的电致发光图像和电性能的变化情况，得出所述的电池片的功率衰减百分数，
若所述的电池片功率衰减百分数小于5％，则测试结果为所述的电池片通过PID测试，
若所述的电池片功率衰减百分数大于或等于5％，则测试结果为所述的电池片不通过PID测试。
2.根据权利要求1所述的模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速PID性能测试方法，其特征在于，所述的测试组件是由6个待测试的电池片以2×3的形式封装得到。
3.根据权利要求1所述的模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速PID性能测试方法，其特征在于，所述的测试组件的EVA为非抗PID的EVA。
4.根据权利要求1所述的模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速PID性能测试方法，其特征在于，所述的步骤(4)中所述的预设温度为50度。
5.根据权利要求1所述的模拟太阳能组件在实际应用环境下的加速PID性能测试方法，其特征在于，所述的盛有水的容器中水的深度为5cm，所述的水为含有离子的水。
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