CN108880471A - 太阳能电池衰减测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于光伏发电技术领域，提供了太阳能电池衰减测试方法，该方法包括：使用玻璃和胶膜将待测太阳能电池进行封装处理；测试封装后的待测太阳能电池的第一输出功率；对封装后的待测太阳能电池进行紫外老化实验，并在紫外老化实验后，测试封装后的待测太阳能电池的第二输出功率；确定胶膜在紫外老化实验后由于透光率变化导致的封装后的待测太阳能电池的衰减功率分量；根据所述第一输出功率、所述第二输出功率和所述衰减功率分量确定所述待测太阳能电池的衰减功率。本发明能够提高太阳能电池衰减测试的准确度。
Description
技术领域
本发明属于光伏发电技术领域，尤其涉及一种太阳能电池衰减测试方法。
背景技术
太阳能电池由于长期暴露在太阳光中，太阳光中的紫外光会导致太阳能电池缓慢衰减。由于各个地区紫外线强度不同，导致应用于不同区域的太阳能电池的衰减速度不同。因此，精确测试太阳能电池的抗紫外光的性能对决定太阳能电池的应用区域具有重要的参考价值。目前，传统的太阳能电池衰减测试方法是使用紫外老化箱对太阳能电池进行紫外老化实验后，再测试太阳能电池的输出功率，但是，这种方法得到的测试结果并不准确。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种太阳能电池衰减测试方法，以解决现有技术中太阳能电池衰减测试方法不准确的问题。
本发明实施例提供了一种太阳能电池衰减测试方法，包括：
使用玻璃和胶膜将待测太阳能电池进行封装处理；
测试封装后的待测太阳能电池的第一输出功率；
对封装后的待测太阳能电池进行紫外老化实验，并在紫外老化实验后，测试封装后的待测太阳能电池的第二输出功率；
确定胶膜在紫外老化实验后由于透光率变化导致的封装后的待测太阳能电池的衰减功率分量；
根据所述第一输出功率、所述第二输出功率和所述衰减功率分量确定所述待测太阳能电池的衰减功率。
在第一种实现方式中，所述根据所述第一输出功率、所述第二输出功率和所述衰减功率分量确定所述待测太阳能电池的衰减功率，包括：
根据表达式W3＝W0-W1+W2确定所述待测太阳能电池的衰减功率W3；其中，W0为第一输出功率，W1为第二输出功率，W2为衰减功率分量。
在第二种实现方式中，还包括：
测试待测太阳能电池在预设波段的外量子效率；
所述确定胶膜在紫外老化实验后由于透光率变化导致的封装后的待测太阳能电池的衰减功率分量，包括：
分别测试待测玻璃在所述预设波段的玻璃透光率和待测胶膜在所述预设波段的第一透光率；其中，所述待测玻璃与封装所述待测太阳能电池使用的玻璃的厚度和材质均相同，所述待测胶膜与封装所述待测太阳能电池使用的胶膜的厚度和材质均相同；
对所述待测胶膜进行紫外老化实验，并在紫外老化实验后，测试所述待测胶膜在所述预设波段的第二透光率；
测试在测试所述第一输出功率和所述第二输出功率中使用的太阳能模拟器在所述预设波段的光谱辐照度；
根据所述玻璃透光率、所述第一透光率、所述第二透光率、所述外量子效率、所述光谱辐照度和所述第一输出功率确定所述衰减功率分量。
结合第二种实现方式，在第三种实现方式中，所述根据所述玻璃透光率、所述第一透光率、所述第二透光率、所述外量子效率、所述光谱辐照度和所述第一输出功率确定所述衰减功率分量，包括：
根据表达式确定所述衰减功率分量W2；其中，W0为第一输出功率，E(λi)为在λi波长的光谱辐照度，EQE(λi)为在λi波长的外量子效率，T0(λi)为在λi波长的玻璃透光率，T1(λi)为在λi波长的第一透光率，T2(λi)为在λi波长的第二透光率。
结合第二种实现方式，在第四种实现方式中，所述对所述待测胶膜进行紫外老化实验，包括：
使用待测玻璃对所述待测胶膜进行封装处理；
对封装处理后的待测胶膜进行紫外老化实验。
结合第二种实现方式，在第五种实现方式中，所述预设波段为280纳米至400纳米。
在第六种实现方式中，所述紫外老化实验中使用的紫外光的波长范围为280纳米至400纳米。
结合第一种至第六种中的任意一种实现方式，在第七种实现方式中，所述胶膜的材质为聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：在本发明实施例中，通过使用玻璃和胶膜将待测太阳能电池进行封装处理，并测试封装后的待测太阳能电池的第一输出功率，再进行紫外老化实验，紫外老化实验后，测试封装后的待测太阳能电池的第二输出功率，并确定胶膜在紫外老化实验后，由于透光率变化导致的待测太阳能电池的衰减功率分量，最后根据第一输出功率、第二输出功率和衰减功率分量确定待测太阳能电池的衰减功率。本发明实施例通过将待测太阳能电池进行封装处理，能够防止待测太阳能电池中的银栅线电极在紫外老化实验时，由于暴露在空气中的时间太长导致银氧化，影响待测太阳能电池的串联电阻，从而影响衰减功率测试结果。并且，由于胶膜在紫外老化实验后，透光率会下降，从而引起封装后的待测太阳能电池的输出功率降低，本发明实施例排除了胶膜的透光率对待测太阳能电池输出功率的影响。因此，本发明实施例能够提高太阳能衰减测试的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的太阳能电池衰减测试方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例二提供的太阳能电池衰减测试方法的实现流程示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一
请参考图1，太阳能电池衰减测试方法包括：
步骤S101，使用玻璃和胶膜将待测太阳能电池进行封装处理。
在本发明实施例中，胶膜为高透光型胶膜，胶膜的材质包括但不限于聚烯烃(PO)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。使用两片玻璃和两片胶膜通过高温层压技术对待测太阳能电池进行封装，封装后的待测太阳能电池从上至下依次为玻璃、胶膜、待测太阳能电池、胶膜和玻璃，待测太阳能电池产生的电流由焊带和汇流带引出。封装使用的玻璃能够保证待测太阳能电池的刚性，防止待测太阳能电池在测试过程中碎裂。
步骤S102，测试封装后的待测太阳能电池的第一输出功率。
在本发明实施例中，使用太阳能模拟器设备对封装后的待测太阳能电池进行输出功率测试，获得第一输出功率，具体的测试方法为本领域常用的方法，不作为本发明实施例的改进，在此不再赘述。
步骤S103，对封装后的待测太阳能电池进行紫外老化实验，并在紫外老化实验后，测试封装后的待测太阳能电池的第二输出功率。
在本发明实施例中，将封装后的待测太阳能电池放入紫外老化测试箱中进行紫外老化实验。紫外老化实验中，使用的紫外光的波长范围为280纳米至400纳米，由于玻璃会吸收波长小于280纳米的紫外光，而玻璃不会吸收波长在280纳米至400纳米的紫外光，因此，在紫外老化实验中，使用280纳米至400纳米的紫外光，避免由于玻璃对紫外光的吸收影响测试结果。紫外老化实验后，使用太阳能模拟器设备对封装后的待测太阳能电池再次进行输出功率测试，获得第二输出功率。
步骤S104，确定胶膜在紫外老化实验后由于透光率变化导致的封装后的待测太阳能电池的衰减功率分量。
在本发明实施例中，在紫外老化实验后，胶膜的透光率会降低，由于胶膜的透光率降低会引起封装后的待测太阳能电池的输出功率降低，第一输出功率与第二输出功率的差值不仅包括待测太阳能电池的衰减功率值，还包括由胶膜透光率变化导致的衰减功率值，即衰减功率分量值。
步骤S105，根据所述第一输出功率、所述第二输出功率和所述衰减功率分量确定所述待测太阳能电池的衰减功率。
在本发明实施例中，待测太阳能电池的衰减功率为第一输出功率与第二输出功率的差值再加上衰减功率分量。具体的，根据表达式W3＝W0-W1+W2确定所述待测太阳能电池的衰减功率W3；其中，W0为第一输出功率，W1为第二输出功率，W2为衰减功率分量。
在本发明实施例中，通过使用玻璃和胶膜将待测太阳能电池进行封装处理，并测试封装后的待测太阳能电池的第一输出功率，再进行紫外老化实验，紫外老化实验后，测试封装后的待测太阳能电池的第二输出功率，并确定胶膜在紫外老化实验后，由于透光率变化导致的待测太阳能电池的衰减功率分量，最后根据第一输出功率、第二输出功率和衰减功率分量确定待测太阳能电池的衰减功率。本发明实施例通过将待测太阳能电池进行封装处理，能够防止待测太阳能电池中的银栅线电极在紫外老化实验时，由于暴露在空气中的时间太长导致银氧化，影响待测太阳能电池的串联电阻，从而影响衰减功率测试结果。并且，由于胶膜在紫外老化实验后，透光率会下降，从而引起封装后的待测太阳能电池的输出功率降低，本发明实施例排除了胶膜的透光率对待测太阳能电池输出功率的影响。因此，本发明实施例能够提高太阳能衰减测试的准确度。
实施例二
请参考图2，太阳能电池衰减测试方法包括：
步骤S201，测试待测太阳能电池在预设波段的外量子效率。
在本发明实施例中，封装待测太阳能电池之前，测试待测太阳能电池在预设波段的外量子效率。预设波段为太阳能电池的响应波段，优选的，预设波段为400纳米至1100纳米。由于国标GBT 6495.9-2006对于太阳能模拟器等级的评判波段为400纳米至1100纳米，因此，将预设波段设置为400纳米至1100纳米。
外量子效率与波长有关，每隔预设间隔测试待测太阳能电池在预设波段的外量子效率。例如，每隔1纳米测试待测太阳能电池在波长范围为400纳米至1100纳米的外量子效率。
步骤S202，使用玻璃和胶膜将待测太阳能电池进行封装处理。
步骤S203，测试封装后的待测太阳能电池的第一输出功率。
步骤S204，对封装后的待测太阳能电池进行紫外老化实验，并在紫外老化实验后，测试封装后的待测太阳能电池的第二输出功率。
在本发明实施例中，步骤S202至步骤S204的实现方式与步骤S101至步骤S103的实现方式相同，本发明实施例不再赘述。
步骤S205，分别测试待测玻璃在所述预设波段的玻璃透光率和待测胶膜在所述预设波段的第一透光率；其中，所述待测玻璃与封装所述待测太阳能电池使用的玻璃的厚度和材质均相同，所述待测胶膜与封装所述待测太阳能电池使用的胶膜的厚度和材质均相同。
在本发明实施例中，使用与封装待测太阳能电池相同厚度和材质的玻璃作为待测玻璃，使用与封装待测太阳能电池相同厚度和材质的胶膜作为待测胶膜。由于玻璃和胶膜的透光率只与其厚度和材质相关，因此，待测玻璃的厚度和材质需要与封装待测太阳能电池使用的玻璃的厚度和材质相同，待测胶膜的厚度和材质需要与封装待测太阳能电池使用的胶膜的厚度和材质相同，从而，使待测玻璃的透光率与封装待测太阳能电池使用的玻璃的透光率相同，待测胶膜的透光率与封装待测太阳能电池使用的胶膜的透光率相同，例如，封装待测太阳能电池使用的胶膜的规格为300mm×300mm×0.5mm，待测胶膜使用相同厂家生产的相同型号的胶膜，规格为200mm×200mm×0.5mm。透光率与波长有关，每隔预设间隔测试待测玻璃在预设波段的玻璃透光率，每隔预设间隔测试待测胶膜在预设波段的第一透光率。例如，每隔1纳米测试待测玻璃在波长范围为400纳米至1100纳米的玻璃透光率，每隔1纳米测试待测胶膜在波长范围为400纳米至1100纳米的第一透光率。
步骤S206，对所述待测胶膜进行紫外老化实验，并在紫外老化实验后，测试所述待测胶膜在所述预设波段的第二透光率。
在本发明实施例中，首先使用两片待测玻璃对待测胶膜进行封装处理，将待测胶膜封装在两片待测玻璃之间，并用密封胶进行密封。然后，将封装后的待测胶膜放入紫外老化实验箱中进行紫外老化实验，其中，待测胶膜紫外老化实验的实验条件与封装后的待测太阳能电池的紫外老化实验的实验条件相同，或者，将待测胶膜和封装后的待测太阳能电池同时放入同一紫外老化实验箱进行紫外老化实验。
可选的，所述对所述待测胶膜进行紫外老化实验，包括：
使用待测玻璃对所述待测胶膜进行封装处理；
对封装处理后的待测胶膜进行紫外老化实验。
在本发明实施例中，由于出厂的胶膜为非交联状态，需要将出厂的胶膜放入两层特氟龙高温布中进行高温层压处理，形成交联状态的胶膜，得到待测胶膜。
步骤S207，测试在测试所述第一输出功率和所述第二输出功率中使用的太阳能模拟器在所述预设波段的光谱辐照度。
在本发明实施例中，光谱辐照度与波长相关，每隔预设间隔测试太阳能模拟器在预设波段的光谱辐照度。例如，每隔1纳米测试太阳能模拟器在波长范围为400纳米至1100纳米的光谱辐照度。测试玻璃透光率、测试第一透光率、测试外量子效率和测试光谱辐照度的波长间隔均相同。
步骤S208，根据所述玻璃透光率、所述第一透光率、所述第二透光率、所述外量子效率、所述光谱辐照度和所述第一输出功率确定所述衰减功率分量。
优选的，根据表达式确定所述衰减功率分量W2；其中，W0为第一输出功率，E(λi)为在λi波长的光谱辐照度，EQE(λi)为在λi波长的外量子效率，T0(λi)为在λi波长的玻璃透光率，T1(λi)为在λi波长的第一透光率，T2(λi)为在λi波长的第二透光率。
在本发明实施例中，通过使用玻璃和胶膜将待测太阳能电池进行封装处理，并测试封装后的待测太阳能电池的第一输出功率，再进行紫外老化实验，紫外老化实验后，测试封装后的待测太阳能电池的第二输出功率，并确定胶膜在紫外老化实验后，由于透光率变化导致的待测太阳能电池的衰减功率分量，最后根据第一输出功率、第二输出功率和衰减功率分量确定待测太阳能电池的衰减功率。本发明实施例通过将待测太阳能电池进行封装处理，能够防止待测太阳能电池中的银栅线电极在紫外老化实验时，由于暴露在空气中的时间太长导致银氧化，影响待测太阳能电池的串联电阻，从而影响衰减功率测试结果。并且，由于胶膜在紫外老化实验后，透光率会下降，从而引起封装后的待测太阳能电池的输出功率降低，本发明实施例排除了胶膜的透光率对待测太阳能电池输出功率的影响。因此，本发明实施例能够提高太阳能衰减测试的准确度。
实施例三
太阳能电池的衰减测试方法包括：
步骤S301，测试待测太阳能电池在波长为400纳米至1100纳米的外量子效率，测试波长间隔为1纳米。
步骤S302，测试太阳能模拟器设备在波长400纳米至1100纳米的光谱辐照度，测试波长间隔为1纳米。
步骤S303，使用两片玻璃和两片EVA胶膜将待测太阳能电池进行封装处理，其中，玻璃的规格为300mm×300mm×3.2mm，EVA胶膜的规格为300mm×300mm×0.5mm，待测太阳能电池的规格为156mm×156mm×0.2mm。
步骤S304，将与封装待测太阳能电池使用的相同厂家和型号，规格为200mm×200mm×0.5mm的EVA胶膜，放入两层特氟龙高温布中进行高温层压处理，得到待测胶膜。
步骤S305，使用太阳能模拟器设备测试封装后的待测太阳能电池的输出功率，得到第一输出功率。
步骤S306，测试与封装太阳能电池使用的相同厂家和型号，规格为300mm×300mm×3.2mm的待测玻璃，在波长为400纳米至1100纳米的玻璃透光率，测试波长间隔为1纳米。
步骤S306，测试待测胶膜在波长为400纳米至1100纳米的第一透光率，测试波长间隔为1纳米。
步骤S307，将待测胶膜封装在两片待测玻璃中间，并用密封胶密封。
步骤S308，将封装后的待测太阳能电池和封装后的待测胶膜均放入紫外老化实验箱中进行紫外老化实验，紫外老化实验中，使用的紫外光的波长范围为280纳米至400纳米，并在紫外老化实验后，使用太阳能模拟器设备测试封装后的待测太阳能电池的第二输出功率，将待测胶膜从封装的待测玻璃中取出，测试待测胶膜的第二透光率。
步骤S309，根据表达式确定所述衰减功率分量W2；其中，W0为第一输出功率，E(λi)为在λi波长的光谱辐照度，EQE(λi)为在λi波长的外量子效率，T0(λi)为在λi波长的玻璃透光率，T1(λi)为在λi波长的第一透光率，T2(λi)为在λi波长的第二透光率。根据表达式W3＝W0-W1+W2确定所述待测太阳能电池的衰减功率W3；其中，W0为第一输出功率，W1为第二输出功率，W2为衰减功率分量。
在本发明实施例中，通过使用玻璃和胶膜将待测太阳能电池进行封装处理，并测试封装后的待测太阳能电池的第一输出功率，再进行紫外老化实验，紫外老化实验后，测试封装后的待测太阳能电池的第二输出功率，并确定胶膜在紫外老化实验后，由于透光率变化导致的待测太阳能电池的衰减功率分量，最后根据第一输出功率、第二输出功率和衰减功率分量确定待测太阳能电池的衰减功率。本发明实施例通过将待测太阳能电池进行封装处理，能够防止待测太阳能电池中的银栅线电极在紫外老化实验时，由于暴露在空气中的时间太长导致银氧化，影响待测太阳能电池的串联电阻，从而影响衰减功率测试结果。并且，由于胶膜在紫外老化实验后，透光率会下降，从而引起封装后的待测太阳能电池的输出功率降低，本发明实施例排除了胶膜的透光率对待测太阳能电池输出功率的影响。因此，本发明实施例能够提高太阳能衰减测试的准确度。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种太阳能电池衰减测试方法，其特征在于，包括：
使用玻璃和胶膜将待测太阳能电池进行封装处理；
测试封装后的待测太阳能电池的第一输出功率；
对封装后的待测太阳能电池进行紫外老化实验，并在紫外老化实验后，测试封装后的待测太阳能电池的第二输出功率；
确定胶膜在紫外老化实验后由于透光率变化导致的封装后的待测太阳能电池的衰减功率分量；
根据所述第一输出功率、所述第二输出功率和所述衰减功率分量确定所述待测太阳能电池的衰减功率。
2.如权利要求1所述的太阳能电池衰减测试方法，其特征在于，所述根据所述第一输出功率、所述第二输出功率和所述衰减功率分量确定所述待测太阳能电池的衰减功率，包括：
根据表达式W3＝W0-W1+W2确定所述待测太阳能电池的衰减功率W3；其中，W0为第一输出功率，W1为第二输出功率，W2为衰减功率分量。
3.如权利要求1所述的太阳能电池衰减测试方法，其特征在于，还包括：
测试待测太阳能电池在预设波段的外量子效率；
所述确定胶膜在紫外老化实验后由于透光率变化导致的封装后的待测太阳能电池的衰减功率分量，包括：
分别测试待测玻璃在所述预设波段的玻璃透光率和待测胶膜在所述预设波段的第一透光率；其中，所述待测玻璃与封装所述待测太阳能电池使用的玻璃的厚度和材质均相同，所述待测胶膜与封装所述待测太阳能电池使用的胶膜的厚度和材质均相同；
对所述待测胶膜进行紫外老化实验，并在紫外老化实验后，测试所述待测胶膜在所述预设波段的第二透光率；
测试在测试所述第一输出功率和所述第二输出功率中使用的太阳能模拟器在所述预设波段的光谱辐照度；
根据所述玻璃透光率、所述第一透光率、所述第二透光率、所述外量子效率、所述光谱辐照度和所述第一输出功率确定所述衰减功率分量。
4.如权利要求3所述的太阳能电池衰减测试方法，其特征在于，所述根据所述玻璃透光率、所述第一透光率、所述第二透光率、所述外量子效率、所述光谱辐照度和所述第一输出功率确定所述衰减功率分量，包括：
根据表达式确定所述衰减功率分量W2；其中，W0为第一输出功率，E(λi)为在λi波长的光谱辐照度，EQE(λi)为在λi波长的外量子效率，T0(λi)为在λi波长的玻璃透光率，T1(λi)为在λi波长的第一透光率，T2(λi)为在λi波长的第二透光率。
5.如权利要求3所述的太阳能电池衰减测试方法，其特征在于，所述对所述待测胶膜进行紫外老化实验，包括：
使用待测玻璃对所述待测胶膜进行封装处理；
对封装处理后的待测胶膜进行紫外老化实验。
6.如权利要求3所述的太阳能电池衰减测试方法，其特征在于，所述预设波段为400纳米至1100纳米。
7.如权利要求1所述的太阳能电池衰减测试方法，其特征在于，所述紫外老化实验中使用的紫外光的波长范围为280纳米至400纳米。
8.如权利要求1至7任一项所述的太阳能电池衰减测试方法，其特征在于，所述胶膜的材质为聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物。
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