CN109660208A - 一种太阳模拟器不均匀度的测试模具及测试方法 - Google Patents

一种太阳模拟器不均匀度的测试模具及测试方法 Download PDF

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宋元恒
冯军
吴健康
梅小艳
廖精巧
杨发明
潘永柯
任亮海
屈樊淋
张小平
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LUZHOU ENERGY INVESTMENT Co.,Ltd.
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Abstract

本发明涉及光伏测试技术领域,公开了一种太阳模拟器不均匀度的测试模具,由多个测试模具单体组合而成;每个所述测试模具单体为框式结构,其中心镂空;所述测试模具单体的上部具有承载部,测试模具单体的边缘具有拼合部。还公开了该测试模具应用于不均匀度测试方法中,包括以下步骤:规划数量;拼接组合;在太阳模拟器上放置测试模具,并在测试模具单体上固定标片;测试标片固定在不同测试模具单体上的电性能数据并记录;计算不均匀度。根据太阳模拟器对待测区域的需求,可通过随意组合/拆卸测试模具单体,实现单排或多排的效果,在较短时间内,一次性测得较多数据,效率高。

Description

一种太阳模拟器不均匀度的测试模具及测试方法
技术领域
本发明涉及光伏测试技术领域,特别是涉及一种太阳模拟器不均匀度的测试模具及测试方法。
背景技术
太阳模拟器是用来模拟太阳光的设备,一般包含光源、供电及控制电路、计算机等组成部分。太阳模拟器的基本原理是利用人工光源模拟太阳光辐射,以克服太阳光辐射受时间和气候影响,并且总辐照度不能调节等缺点,广泛用于航空航天、光伏、农业等领域。在光伏行业,太阳模拟器主要用于测试光伏器件(包括太阳电池片,太阳电池组件等)的电性能,通过采集待测太阳电池的伏安特性曲线,从而计算得到其最大功率Pmax、最大功率点电流Imax、最大功率点电压Vmax、短路电流Isc、开路电压Voc、填充因子FF、光电转换效率Eff、串联电阻Rs、并联电阻Rsh等参量。这些参量不仅能够反应出太阳电池的电性能,用于太阳电池生产工艺研究,而且用于太阳电池功率和等级评定,作为太阳电池销售时的定价依据。因此,一台可靠的太阳模拟器的测试结果,不仅对生产工艺改进具有指导意义,更关系到产品的品质。
目前市场上常用的太阳模拟器是下打光方式,氙灯发光后,经过下箱体内部反光板及过滤膜达到均匀光束的效果,再透过下箱体上部的承载玻璃后,照射到组件透光面上,进而得到测试数据。
现有的太阳模拟器的不均匀度测试方法,经常是在太阳模拟器承载玻璃上,先人工根据测试面积规划所测试的位置,然后用记号笔在这些位置上画方格,接着将标片组件放到每个方格里并与太阳模拟器连线一一测试并统计数据,最后测试完成之后,将承载玻璃面清洁干净。
很明显的,用记号笔做标记(标识线),对承载玻璃有磨损,其痕迹也会影响承载玻璃中光的透过率,进而影响测试准确性。另外,做标记及清洁标记耗费时间长,生产效率低,且在空间狭小地方操作极为不方便。
发明内容
本发明旨在提供一种太阳模拟器不均匀度的测试模具及测试方法以解决现有技术中的上述技术问题。
本发明采用的技术方案为:
一种太阳模拟器不均匀度的测试模具,由多个测试模具单体组合而成;每个所述测试模具单体为框式结构,其中心镂空;所述测试模具单体的上部具有承载部,测试模具单体的边缘具有拼合部。
根据本发明提供的太阳模拟器不均匀度的测试模具,所述承载部为与测试模具单体边缘相适配的凹陷状。
根据本发明提供的太阳模拟器不均匀度的测试模具,相邻测试模具单体的边框间为拼接连接,相邻测试模具单体的角部间为销连接。
根据本发明提供的太阳模拟器不均匀度的测试模具,拼合部包括拼接体和固定体;所述拼接体设于测试模具单体的边框处,其为台阶状;所述固定体设于测试模具单体的角部,其为定位销或定位孔。
根据本发明提供的太阳模拟器不均匀度的测试模具,所述测试模具单体的上表面开设有避让槽。
根据本发明提供的太阳模拟器不均匀度的测试模具,所述测试模具单体的形状为等大的且可互相拼接的多边形。
根据本发明提供的太阳模拟器不均匀度的测试模具,所述测试模具单体的形状为直角三角形、等腰三角形、长方形、菱形、正多边形。
根据上述方案中任一所述的测试模具,其应用于不均匀度测试方法中,包括以下步骤:
S1、规划数量:测量太阳模拟器的光源在其承载玻璃上的辐照面积,计算所需测试模具单体的数量;
S2、拼接组合:相邻测试模具单体之间拼接组合固定;
S3、在太阳模拟器上放置测试模具,并在测试模具单体上固定标片;
S4、测试标片固定在不同测试模具单体上的电性能数据并记录;
S5、计算不均匀度。
根据本发明提供的太阳模拟器不均匀度测试方法,所述步骤S5的具体内容如下:统计标片在不同测试模具单体上测得电性能数据的最大值与最小值,并根据公式(最大值-最小值)/(最大值+最小值)*100%,计算出太阳模拟器待测区域的不均匀度。
根据本发明提供的太阳模拟器不均匀度测试方法,最后取出测试模具并拆卸。
本发明的有益效果:
根据太阳模拟器对待测区域的需求,可通过随意组合/拆卸测试模具单体,实现单排或多排的效果,在较短时间内,一次性测得较多数据,效率高。
由于标片固定放置在测试模具上进行测试,避免对标片或者太阳模拟器的承载玻璃的磨损。另外,多个组合的测试模具单体自身具有一定的标记识别作用,避免在承载玻璃用记号笔标记(划线法)造成磨损或污染。测试中,同一块标片需要放置在不同测试模具单体上进行多次测试,保持测试变量(位置)的单一性。避免标片被承载玻璃磨损,造成测得电性能数据不准确。
附图说明
图1是本发明实施例提供的太阳模拟器不均匀度的测试模具的结构示意图;
图2是图1中测试模具单体的立体结构示意图(俯视视角);
图3是图1中测试模具单体的立体结构示意图(仰视视角);
图4是标片的结构示意图;
图中:
1、测试模具单体;2、凹陷部;3、边框;5、定位销;6、定位孔;7、避让槽;8、标片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图,对本发明进一步详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此其不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;当然的,还可以是机械连接,也可以是电连接;另外的,还可以是直接相连,也可以是通过中间媒介间接相连,或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1-图4所示,本发明的实施例提供了一种太阳模拟器不均匀度的测试模具,由多个测试模具单体1组合而成;每个所述测试模具单体1为框式结构,其中心镂空;所述测试模具单体1的上部具有承载部,测试模具单体1的边缘具有拼合部。
以上设置中,镂空处供光线穿过垂直照射测试模具单体1上安装固定的标片8,标片8即安装在承载部上。测试模具单体1之间通过其边缘设置的拼合部互相拼接固定成一个整体,该整体即为测试模具。测试中,同一块标片需要放置在不同测试模具单体上进行多次测试,保持测试变量(位置)的单一性。避免标片被承载玻璃磨损,造成测得电性能数据不准确。也就是说多个组合的测试模具单体1,其自身具有一定的区域性,可以起到标记识别作用。可以淘汰在太阳模拟器的承载玻璃用记号笔标记的方案。
所述承载部为与测试模具单体1边缘相适配的凹陷状。
以上设置中,待测试的标片8嵌入放置在测试模具单体1顶部的凹陷部2内。标片8在凹陷部2的限制下,难以脱落,避免损坏。换句话说,测试模具单体1的凹陷部2是与测试模具的边框3形状相适配的,凹陷部2的截面呈现台阶状。整个凹陷部2的开口是大于其底部开口的,凹陷部2的下陷深度是标片8厚度的1/2,如此设置,标片8才会稳定的嵌入支撑在凹陷部2内,难以松脱。
相邻测试模具单体1的边框3间为拼接连接,相邻测试模具单体1的角部间为销连接。
以上设置中,相邻测试模具单体1的边框3间连接可以设置成卡合连接(榫卯连接),卡合连接是拼接连接的下位概念。相邻测试模具单体1的角部间除了为销连接,也可以是如螺栓连接似的可拆卸连接。
拼合部包括拼接体和固定体;所述拼接体设于测试模具单体1的边框3处,其为台阶状;所述固定体设于测试模具单体1的角部,其为定位销5或定位孔6;也可以是相互啮合扣紧的齿条。
以上设置中,相邻测试模具单体1的边框3处台阶体可相互拼接在一起,拼接后该处的厚度与测试模具单体1的厚度一致。相邻测试模具单体1的角部之间通过定位销5插入固定在定位孔6内,起到固定限位作用,避免测试模具单体1之间松脱。
所述测试模具单体1的上表面开设有避让槽7。
以上设置中,测试模具单体1上放置标片8后,标片8的引出线端子可容纳在避让槽7内。此时,标片8才会平整的放置在测试模具单体1的凹陷部2内。通常,避让槽7设置在测试模具单体1上的两个相对的边框3上。并且避让槽7的长度方向与边框3的长度方向相垂直。避让槽7的深度,不超过测试模具单体1边框3的厚度。优选地,该深度为边框3厚度的1/5。
所述测试模具单体1的形状为等大的且可互相拼接的多边形。
所述测试模具单体1的形状为直角三角形、等腰三角形、长方形、菱形、正多边形。
以上设置中,通常凹陷状的承载部的截面为矩形。因为矩形标片8,尤其是正方形标片8最为常见。
实施例2
基于与实施例1相同的发明构思,本发明的实施例提供了一种测试模具应用于不均匀度的测试方法,测试模具如实施例1中所述,该方法包括以下步骤:
S1、规划数量:测量太阳模拟器光源在其承载玻璃上的辐照面积,计算所需测试模具单体1的数量。
需要说明的是,此时太阳模拟器光源的辐照面积至少超过有效辐照面积。有效辐照面积是指太阳能组件(例如晶硅组件、铜铟镓硒薄膜组件等)放置在承载玻璃上测试时,其所需的最小辐照面积。
S2、拼接组合:相邻测试模具单体1之间拼接组合固定。
具体的,将测试模具单体1边框3之间的拼接体相互适配的拼合在一起,同时,测试模具单体1角落的固定体互相扣合或者穿插固定。由此,多个测试模具单体1可以组合成一个测试模具整体。
S3、在太阳模拟器上放置测试模具,并在测试模具单体1上固定标片8。
具体的,将标片8放置嵌入凹陷状的承载部内。
S4、测试标片固定在不同测试模具单体上的电性能数据并记录。
具体的,开启太阳模拟器的电脑及软件,调整好标片8处于不同位置并使与太阳模拟器连接好;使用软件测试并记录光线照射标片8后测得的电性能数据。
S5、计算不均匀度。
所述步骤S5的具体内容如下:统计标片8在不同测试模具上测得电性能数据的最大值与最小值,并根据公式(最大值-最小值)/(最大值+最小值)*100%,计算出太阳模拟器待测区域的不均匀度。
例如,标片8安放在测试模具单体上进行测试,变换标片8的安放位置,通过太阳模拟器测得多组功率数据。筛选出Pmax、Pmin后计算功率的不均匀度,不均匀度=(Pmax-Pmin)/(Pmax+Pmin)*100%。此时根据计算出的不均匀度数值评价太阳模拟器的情况,以便对太阳模拟器的光照不均匀情况进行调整修正。通常,还需要测试短路电流Isc、开路电压Voc的不均匀度情况。从而更准确全面评价太阳模拟器。
太阳模拟器待测区域是指太阳模拟器辐照区域中需要测定其不均匀度的区域。
最后取出测试模具并拆卸。
具体的,将测试模具取出并依次将其分拆,同时,清理太阳模拟器并恢复生产状态。
通过上述实施例1和实施例2的组合方法,不但降低了操作人员的劳动强度,而且大大提升了工作效率,可达78%以上,增加生产价值。
数据如下表:
画线法与使用模具法对比数据
最后应说明的是:以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,当更不是限制本发明的专利范围;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围;另外,将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳模拟器不均匀度的测试模具,其特征在于,由多个测试模具单体组合而成;每个所述测试模具单体为框式结构,其中心镂空;所述测试模具单体的上部具有承载部,测试模具单体的边缘具有拼合部。
2.根据权利要求1所述的测试模具,其特征在于,所述承载部为与测试模具单体边缘相适配的凹陷状。
3.根据权利要求1所述的测试模具,其特征在于,相邻测试模具单体的边框间为拼接连接,相邻测试模具单体的角部间为销连接。
4.根据权利要求3所述的测试模具,其特征在于,拼合部包括拼接体和固定体;所述拼接体设于测试模具单体的边框处,其为台阶状;所述固定体设于测试模具单体的角部,其为定位销或定位孔。
5.根据权利要求1所述的测试模具,其特征在于,所述测试模具单体的上表面开设有避让槽。
6.根据权利要求1所述的测试模具,其特征在于,所述测试模具单体的形状为等大的且可互相拼接的多边形。
7.根据权利要求6所述的测试模具,其特征在于,所述测试模具单体的形状为直角三角形、等腰三角形、长方形、菱形、正多边形。
8.根据权利要求1-7中任一所述的测试模具,其特征在于,其应用于不均匀度测试方法中,包括以下步骤:
S1、规划数量:测量太阳模拟器的光源在其承载玻璃上的辐照面积,计算所需测试模具单体的数量;
S2、拼接组合:相邻测试模具单体之间拼接组合固定;
S3、在太阳模拟器上放置测试模具,并在测试模具单体上固定标片;
S4、测试标片固定在不同测试模具单体上的电性能数据并记录;
S5、计算不均匀度。
9.根据权利要求8所述的不均匀度测试方法,其特征在于,所述步骤S5的具体内容如下:统计标片在不同测试模具单体上测得电性能数据的最大值与最小值,并根据公式(最大值-最小值)/(最大值+最小值)*100%,计算出太阳模拟器待测区域的不均匀度。
10.根据权利要求8所述的不均匀度测试方法,其特征在于,最后取出测试模具并拆卸。
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