CN107230650B - 太阳电池光衰测试的快速制样设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳电池光衰测试的快速制样设备，包括：上电极板，支承上电极板的伸缩压杆，支承伸缩压杆的滑座，引导滑座升降的纵导轨，驱动滑座沿纵导轨移动的纵向驱动装置，位于上电极板正下方的下电极板，支承下电极板的横导轨，驱动下电极板沿横导轨移动的横向驱动装置，正负极分别与下电极板、上电极板电连接的直流电源，电流检测模块，电流输出控制模块，红外测温模块，以及风机。本发明能在较低的能耗下，快速的对待测光衰的太阳电池进行处理，处理效果等同于传统技术的光照处理，且能降低能源成本、提高光衰测试前的电池片处理速度，从而提高光衰测试的产能，以达到实时监控生产工艺的目的。
Description
技术领域
本发明涉及太阳电池光衰测试的快速制样设备。
背景技术
随着光伏应用案例的增加，人们对光伏应用有了更加理性的认识，不再单纯地追求电池效率的提升，而是重视组件和电站在实际工作过程中的发电情况。因为电池在长时间光照情况下会形成一定的效率衰减，因此人们开始对电池光衰进行了广泛的研究。影响电池光衰的因素很多，不同电池的衰减机理和衰减量也不同，例如相同结构的n型电池衰减明显低于p型电池；在p型电池中，单晶电池的光衰率显著高于多晶电池，并且PERC电池的光衰率明显高于常规电池。
目前太阳能电池的光衰测试，通常使用的流程是先对电池片进行光照处理，通过对比光照前后的电池效率，得到光衰数据。光照测试采用灯光照射，照射时间普遍比较长，例如，p型电池的光照一般在6-24h之间，而n型电池的光照可能需要在48小时，甚至240小时以上。长时间的照射，导致光衰测试周期长，并且光衰测试过程能耗大（一般大于100W/片）。
对于电池产线来说，由于产线的工艺变化和硅片的批次变化对电池的光衰率有很大的影响，而组件要求客户对光衰的控制要求越来越严格，而传统的测试方法已经严重滞后生产的需求，因此能否找到一种快速高效的适用于产线光衰测试的方法，对于电池生产工艺的控制和质量稳定性的评估，具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳电池光衰测试的快速制样设备，通过电注入的方式，取代传统的光照处理方式，实现了对待测光衰的太阳电池进行快速处理，处理效果等同于传统的长时间光照处理技术，从而达到光衰测试的快速响应，以实现实时监控生产工艺的目的。由于处理过程采用电注入方式，载流子注入效率高，时间短，因此，大大能降低了电能消耗，缩短了光衰测试周期，大大提高了光衰测试的产能，为质量控制提供了极大的便利。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种太阳电池光衰测试的快速制样设备，包括：
平置且可升降的上电极板，
竖置且支承上电极板的伸缩压杆，
支承伸缩压杆的滑座，
引导滑座升降的纵导轨，
驱动滑座沿纵导轨移动的纵向驱动装置，
位于上电极板正下方且用于叠放太阳能电池片的平置下电极板，
支承下电极板的横导轨，
驱动下电极板沿横导轨移动的横向驱动装置，
正负极分别与下电极板、上电极板电连接的直流电源，
对直流电源的输出电流进行检测的电流检测模块，
控制直流电源输出电流的电流输出控制模块，
对下电极板上叠放的太阳能电池片进行温度检测的红外测温模块，
以及对下电极板上叠放的太阳能电池片进行吹风降温的风机。
优选的，所述太阳电池光衰测试的快速制样设备还包括：对下电极板上叠放的太阳能电池片进行加热的加热装置。
优选的，所述滑座上设有竖置的纵齿条；所述纵向驱动装置包括：与纵齿条啮合的纵向驱动齿轮，以及驱动纵向驱动齿轮转动的纵向驱动电机。
优选的，所述下电极板上设有平置的横齿条，横齿条与横导轨平行；所述横向驱动装置包括：与横齿条啮合的横向驱动齿轮，以及驱动横向驱动齿轮转动的横向驱动电机。
优选的，所述驱动电机和横向驱动电机为步进电机。
本发明太阳电池光衰测试的快速制样设备的工作过程如下：
将待测电池片叠放于下电极板顶面，横向驱动电机驱动横向驱动齿轮转动，带动下电极板沿横导轨滑动，待测电池片随下电极板沿横导轨移动；
当待测电池片（下电极板）处于上电极板正下方时，横向驱动电机停止工作，纵向驱动电机驱动纵向驱动齿轮转动，带动上电极板沿纵导轨滑动，使上电极板下降至接触到待测电池片，且弹簧伸缩压杆处于压缩状态，弹簧伸缩压杆将上电极板压紧在待测电池片上，以解决因电池片厚薄不均带来的接触不够紧密的问题；
当上电极板压紧在待测电池片上后，直流电源通过上电极板和下电极板对电池片施加正向偏压，且将电池片加热至预定温度（通过正向偏压电流将电池片加热至预定温度，或者，通过加热装置将电池片加热至预定温度）；电流检测模块实时监控直流电源的输出电流，并反馈给电流输出控制模块，电流输出控制模块实时调整直流电源的输出电流；同时，红外测温模块对电池片进行实时温度检测；当电池片处于预定温度且正向偏压通电时间达到预定值，直流电源关闭，风机工作，对电池片进行吹风降温，直至电池片冷却至室温。
本发明能快速的对晶体硅太阳电池进行光衰测试前的等同于光照的处理，用合适的温度和电流对电池片处理取代灯光照射，处理时间可降低到小于5min（目前常规的光照通常需要6h以上），能更好的对生产过程进行监控；且设备能耗低，单片处理能耗仅为光照处理设备百分之一。
附图说明
图1是本发明的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明具体实施的技术方案是：
如图1所示，一种太阳电池光衰测试的快速制样设备，包括：
平置且可升降的上电极板1，
竖置且支承上电极板1的伸缩压杆2，
支承伸缩压杆2的滑座3，
引导滑座3升降的纵导轨4，
驱动滑座3沿纵导轨4移动的纵向驱动装置，
位于上电极板1正下方且用于叠放太阳能电池片的平置下电极板5，
支承下电极板5的横导轨6，
驱动下电极板5沿横导轨6移动的横向驱动装置，
正负极分别与下电极板5、上电极板1电连接的直流电源，
对直流电源的输出电流进行检测的电流检测模块，
控制直流电源输出电流的电流输出控制模块，
对下电极板5上叠放的太阳能电池片进行温度检测的红外测温模块，
以及对下电极板5上叠放的太阳能电池片进行吹风降温的风机。
所述滑座3上设有竖置的纵齿条9；所述纵向驱动装置包括：与纵齿条9啮合的纵向驱动齿轮10，以及驱动纵向驱动齿轮10转动的纵向驱动电机11。
所述下电极板5上设有平置的横齿条，横齿条与横导轨6平行；所述横向驱动装置包括：与横齿条啮合的横向驱动齿轮7，以及驱动横向驱动齿轮7转动的横向驱动电机8。
所述驱动电机和横向驱动电机8为步进电机。
优选的，所述太阳电池光衰测试的快速制样设备还包括：对下电极板5上叠放的太阳能电池片进行加热的加热装置。
本发明太阳电池光衰测试的快速制样设备的工作过程如下：
将待测电池片叠放于下电极板5顶面，横向驱动电机8驱动横向驱动齿轮7转动，带动下电极板5沿横导轨6滑动，待测电池片随下电极板5沿横导轨6移动；
当待测电池片（下电极板5）处于上电极板1正下方时，横向驱动电机8停止工作，纵向驱动电机11驱动纵向驱动齿轮10转动，带动上电极板1沿纵导轨4滑动，使上电极板1下降至接触到待测电池片，且弹簧伸缩压杆2处于压缩状态，弹簧伸缩压杆2将上电极板1压紧在待测电池片上，以解决因电池片厚薄不均带来的接触不够紧密的问题；
当上电极板1压紧在待测电池片上后，直流电源通过上电极板1和下电极板5对电池片施加正向偏压，且将电池片加热至预定温度（通过正向偏压电流将电池片加热至预定温度，或者，通过加热装置将电池片加热至预定温度）；电流检测模块实时监控直流电源的输出电流，并反馈给电流输出控制模块，电流输出控制模块实时调整直流电源的输出电流；同时，红外测温模块对电池片进行实时温度检测；当电池片处于预定温度且正向偏压通电时间达到预定值，直流电源关闭，风机工作，对电池片进行吹风降温，直至电池片冷却至室温。
本发明能快速的对晶体硅太阳电池进行光衰测试前的等同于光照的处理，用合适的温度和电流对电池片处理取代灯光照射，处理时间可降低到小于5min（目前常规的光照通常需要6h以上），能更好的对生产过程进行监控；且设备能耗低，单片处理能耗仅为光照处理设备百分之一。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.太阳电池光衰测试的快速制样设备，其特征在于，包括：
平置且可升降的上电极板，
竖置且支承上电极板的弹簧伸缩压杆，
支承弹簧伸缩压杆的滑座，
引导滑座升降的纵导轨，
驱动滑座沿纵导轨移动的纵向驱动装置，
位于上电极板正下方且用于叠放太阳能电池片的平置下电极板，
支承下电极板的横导轨，
驱动下电极板沿横导轨移动的横向驱动装置，
正负极分别与下电极板、上电极板电连接的直流电源，
对直流电源的输出电流进行检测的电流检测模块，
控制直流电源输出电流的电流输出控制模块，
对下电极板上叠放的太阳能电池片进行温度检测的红外测温模块，
以及对下电极板上叠放的太阳能电池片进行吹风降温的风机。
2.根据权利要求1所述的太阳电池光衰测试的快速制样设备，其特征在于，还包括：对下电极板上叠放的太阳能电池片进行加热的加热装置。
3.根据权利要求1或2所述的太阳电池光衰测试的快速制样设备，其特征在于，所述滑座上设有竖置的纵齿条；所述纵向驱动装置包括：与纵齿条啮合的纵向驱动齿轮，以及驱动纵向驱动齿轮转动的纵向驱动电机。
4.根据权利要求3所述的太阳电池光衰测试的快速制样设备，其特征在于，所述下电极板上设有平置的横齿条，横齿条与横导轨平行；所述横向驱动装置包括：与横齿条啮合的横向驱动齿轮，以及驱动横向驱动齿轮转动的横向驱动电机。
5.根据权利要求4所述的太阳电池光衰测试的快速制样设备，其特征在于，所述纵向驱动电机和横向驱动电机为步进电机。
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