CN109743020A - 太阳能电池栅线遮光率的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种更准确的太阳能电池栅线遮光率的测试方法，包括如下步骤：步骤a)：使量子效率测试仪发出特定波长的光斑，调整光斑的位置使其平行于栅线，获得该光斑的EQE值；在特定波长范围内调整光斑的波长，获得一系列的第一EQE值；步骤b)：使量子效率测试仪发出特定波长的光斑，调整光斑的位置使其垂直于栅线，获得该光斑的EQE值；在特定波长范围内调整光斑的波长，获得一系列的第二EQE值；步骤c)：对应的第一EQE值减第二EQE值，获得一系列的差值；步骤d)：对所述一系列差值求平均值，获得所述遮光率。其中，步骤a)和步骤b)中，所述一系列的第一EQE值和第二EQE值的光斑的波长是一一对应的。

Description

太阳能电池栅线遮光率的测试方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池栅线遮光率的测试方法，属于属于太阳能发电技术领域。

背景技术

现有的太阳能电池片通过在硅片表面印刷、烧结制得的栅线电极收集电流，栅线电极收集电流的同时也会遮光，遮光率的大小会影响太阳能电池的效率，如何准确测试栅线的遮光率是一种需要不断优化的问题。

当前测试栅线遮光率的方法是，通过光学显微镜测试栅线宽度W、栅线间距P，通过公式f＝W/P计算得到栅线的遮光率。

这个测试方法存在的问题主要有以下三个方面：

第一，如图1所示，受浆料和网版的限制，栅线边界并不是清晰的直线，往往会有零星的浆料散落在栅线附近，因此，栅线宽度W只能近似量取，并不精确；

第二，这些散落的浆料在烧结后依然会对电池片的遮光、金属下复合等有重要影响。上述测试方法无法评估栅线附近散落的浆料对电池性能的影响。

第三，电池的栅线是三维的几何结构，有高度和轮廓，从图2的栅线截面图可以看出，入射光线A会被高反射率的金属材料反射到硅片B表面，再次被利用，上述测试方法也无法评估再次被利用的光线对电池性能的影响。

综上，使用光学显微镜量取线宽及间距通过计算获得的栅线遮光率不够精确，会给电池的表征、分析、优化带来误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能电池栅线遮光率的测试方法，该测试方法可以获得更精确的太阳能电池栅线遮光率。

为实现上述发明目的，本发明提供一种太阳能电池栅线遮光率的测试方法，包括如下步骤：

步骤a)：使量子效率测试仪发出特定波长的光斑，调整光斑的位置使其平行于栅线，获得该光斑的EQE值；在特定波长范围内调整光斑的波长，获得一系列的第一EQE值；

步骤b)：使量子效率测试仪发出特定波长的光斑，调整光斑的位置使其垂直于栅线，获得该光斑的EQE值；在特定波长范围内调整光斑的波长，获得一系列的第二EQE值；

步骤c)：对应的第一EQE值减第二EQE值，获得一系列的差值；

步骤d)：对所述一系列差值求平均值，获得所述遮光率。

其中，步骤a)和步骤b)中，所述一系列的第一EQE值和第二EQE值的光斑的波长是一一对应的。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤a)和所述步骤b)顺序不分先后。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述步骤a)和所述步骤b)中，所述一系列的第一EQE值和第二EQE值的光斑波长值构成等差数列。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述步骤a)中，光斑位于相邻的两根栅线之间。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述步骤b)中，至少4次调整光斑位置，获得至少5组第二EQE值，针对特定波长，对这至少5组第二EQE值中的对应数值求平均值，最终获得所述一系列的第二EQE值。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述步骤b)中，光斑尽可能的覆盖更多的栅线。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述光斑仅可照射到所述太阳能电池的测试面。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述步骤b)中还需记录所述光斑覆盖的栅线根数n；所述测试方法还包括如下步骤：

步骤e)：使用光学显微镜测试获得栅线间距P；记录所述光斑的长度L；

步骤f)：将步骤d)中获得遮光率记为f’，使用栅线间距P、光斑长度L、步骤b)中光斑盖过的栅线根数n按公式计算，获得最终的遮光率f。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述步骤e)可以在步骤f)之前的任何时间进行；所述步骤e)中获得所述P、L的顺序不分先后。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述测试方法的样品为电池片，所述栅线为电池片的副栅线。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本测试方法使用量子效率测试仪测试EQE值，EQE值直接反映电流，而电流是考虑栅线边界效应及三维轮廓后的综合结果，由此获得的太阳能电池栅线遮光率的值更准确，更具有实际的参考意义。

附图说明

图1是太阳能电池片的栅线在放大镜下的示意图；

图2是图1所示的电池片的栅线在放大镜下的几何示意图及光线的反射示意图；

图3是本发明第一具体实施方式提供的太阳能电池栅线遮光率的测试方法中，步骤a)中光斑与栅线的位置示意图；

图4是本发明第一具体实施方式提供的太阳能电池栅线遮光率的测试方法中，步骤b)中光斑与栅线的位置示意图；

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施方式。附图中以相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的，例如为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对其它结构或部分适当夸大，因此，附图仅用于图示出本申请的主题的基本结构。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

具体实施方式一

本发明第一实施方式提供的一种太阳能电池栅线200遮光率的测试方法，包括如下步骤：

请参见图3，步骤a)：使量子效率测试仪发出特定波长的光斑100，调整光斑100的位置使其平行于栅线200，获得该光斑100的EQE值；在特定波长范围内调整光斑100的波长，获得一系列的第一EQE值；

请参见图4，步骤b)：使量子效率测试仪发出特定波长的光斑100，调整光斑100的位置使其垂直于栅线200，获得该光斑100的EQE值；在特定波长范围内调整光斑100的波长，获得一系列的第二EQE值；

步骤c)：对应的第一EQE值减第二EQE值，获得一系列的差值；

步骤d)：对一系列差值求平均值，获得遮光率。

其中，步骤a)和步骤b)中，一系列的第一EQE值和第二EQE值的光斑100的波长是一一对应的。

本测试方法使用量子效率测试仪测试EQE值，EQE值直接反映电流，而电流是考虑栅线200边界效应及三维轮廓后的综合结果，由此获得的太阳能电池栅线200遮光率的值更准确，更具有实际的参考意义。

而且，本测试方法中使用的量子效率测试仪是太阳能电池行业中常用的设备，使用此设备测试遮光率，无需额外配置光学显微镜，操作成本更低。

简单举例说明，在步骤a)中，量子效率测试仪分别发出波长为λ1\λ2\λ3的光斑100，使这三个光斑100平行于栅线200，获得三个第一EQE值；在步骤b)中，量子效率测试仪再次发出波长为λ1\λ2\λ3的光斑100，使这三个光斑100垂直于栅线200，获得三个第二EQE值，三个第一EQE值分别减去三个第二EQE值，获得三个差值，对三个差值求平均值即可获得栅线200的遮光率。该测试方法准确高，操作方便。

本实施方式优选的，该测试方法的样品为电池片，该电池片为普通的成品电池片即可，无需额外抽样，测试更简单。

本实施方式中，测试的栅线200为电池片的副栅线200，由此，该测试方法测试的是副栅线200的遮光率。当然，如果可能，其它栅线200的遮光率也可以参考本测试方法，凡采用与本实施方式相同或类似的方案均涵盖在本发明的保护范围内。

本实施方式优选的，步骤a)和步骤b)顺序不分先后。也就是说，可以先完成步骤a)，也可以先完成步骤b)，操作者可根据需要及喜好选择，操作更方便。

本实施方式优选的，在步骤a)和步骤b)中，一系列的第一EQE值和第二EQE值的光斑100波长值构成等差数列。

也就是说，λ1\λ2\λ3这些特定波长值构成等差数列。由于光斑100的波长值构成等差数列，可以使得该测试方法获得的结果更准确。

本实施方式优选的，在图3所示的步骤a)中，光斑100位于相邻的两根栅线200之间。

也就是说，在步骤a)中，要求光斑100不碰到栅线200，可以提高该测试方法的精确性。

本实施方式优选的，在图4所示的步骤b)中，至少4次调整光斑100位置，获得至少5组第二EQE值，针对特定波长，对这至少5组第二EQE值中的对应数值求平均值，最终获得一系列的第二EQE值。

由于光斑100在竖直方向上相对与栅线200的位置会影响测试结果，这里要求至少测5次取平均值，可以减少误差。

本实施方式优选的，在步骤b)中，光斑100尽可能的覆盖更多的栅线200。

由于光斑100在长度方向上盖过的栅线200根数越多，误差越小，因此光斑100尽可能的覆盖更多的栅线200，可以减小误差，提高该测试方法的精确率。

本实施方式优选的，光斑100仅可照射到太阳能电池的测试面。

也就是说，选用特定波长的光斑100，使之不会透过电池片而从测试面透射至测试面的背面，避免背面的栅线200影响测试结果，可以使测试结果更精确。

下面以一个带具体的实验数据的实施例详细描述本实施方式的栅线200的遮光率的测试方法。需要说明的是，下面提到的数值仅仅是示例性的，并不构成对本发明的限定，凡采用与本实施方式相同或类似的方案均涵盖在本发明的保护范围内。

本实施例的量子效率测试仪以Enliteck-S6为例，发出的测试光斑100长7mm,宽0.8mm。

测试操作如下：

1)样品准备：准备待测试的成品电池片

2)测试：

请结合图3和下面的“表1”，步骤a)，将波长为550nm的光斑100平行于副栅线200并位于两个副栅线200之间，获得第一EQE值97.29；再将光斑100的波长调整至560nm，获得第一EQE值97.51；再将光斑100的波长调整至570nm，获得第一EQE值97.70……如此反复，波长每次上调10nm，获得对应的第一EQE值，最终将波长调整至750nm，获得下表1中第二列所示的一系列的第一EQE值；

请结合图4和下面的“表1”，步骤b)，将波长为550nm的光斑100垂直于副栅线200，获得一个第二EQE值；再将光斑100的波长调整至560nm，获得一个第二EQE值；再将光斑100的波长调整至570nm，获得一个第二EQE值……如此反复，波长每次上调10nm，获得对应的第二EQE值，最终将波长调整至750nm，获得一系列的第二EQE值。

调整光斑100相对副栅线200的位置5次，分别获得一系列的第二EQE值。

对上述总共6个不同的光斑100位置，对同一波长，对相应的第二EQE值求平均值，最终获得一系列的第二EQE值，即波长550nm，第二EQE值为93.40、波长560nm，第二EQE值为93.63、波长570nm，第二EQE值为93.83，如此反复，获得下表1中第三列所示的一系列的第二EQE值。

步骤c)：对应的第一EQE值减第二EQE值，获得下表1中第三列所示的一系列的差值；

步骤d)：对一系列差值求平均值，获得遮光率3.71％。

表1

具体实施方式二

为使说明书简明，下面仅详细描述本实施方式与实施方式一的区别。

在实施方式一的步骤b)中，需移动光斑，改变光斑相对栅线的位置，多次测试，获得多组一系列的第二EQE值，再求平均值而获得较精确的一系列的第二EQE值。

本实施方式中，在步骤b)中还需记录光斑覆盖的栅线根数n；除此之外，在步骤b)中无需移动光斑位置，仅需测试一组第二EQE值，但通过如下的修正步骤获得栅线的遮光率。

该修正步骤包括：

步骤e)：使用光学显微镜测试获得栅线间距P；记录光斑的长度L；

步骤f)：将步骤d)中获得遮光率记为f’，使用步骤e)获得的栅线间距P、光斑长度L、步骤b)中光斑盖过的栅线根数n按公式计算，获得最终的遮光率f。

本实施方式优选的，步骤e)可以在步骤f)之前的任何时间进行；步骤e)中获得P、L的顺序不分先后。方便操作者按需选择。

下面以一个带具体的实验数据的实施例详细描述本实施方式的栅线的遮光率的测试方法。需要说明的是，下面提到的数值仅仅是示例性的，并不构成对本发明的限定，凡采用与本实施方式相同或类似的方案均涵盖在本发明的保护范围内。

本实施例的量子效率测试仪以Enliteck-S6为例，发出的测试光斑长7mm,宽0.8mm。

测试操作如下：

1)样品准备：准备待测试的成品电池片

2)测试：

请结合下面的“表2”，步骤a)，将波长为550nm的光斑平行于副栅线并位于两个副栅线之间，获得第一EQE值97.29；再将光斑的波长调整至560nm，获得第一EQE值97.51；再将光斑的波长调整至570nm，获得第一EQE值97.70……如此反复，波长每次上调10nm，获得对应的第一EQE值，最终将波长调整至750nm，获得下表2中第二列所示的一系列的第一EQE值；

步骤b)，将波长为550nm的光斑垂直于副栅线，获得第二EQE值92.83；再将光斑的波长调整至560nm，获得第二EQE值93.06；再将光斑的波长调整至570nm，获得第二EQE值93.25……如此反复，波长每次上调10nm，获得对应的第二EQE值，最终将波长调整至750nm，获得下表2第三列所示的一系列的第二EQE值。通过观察，可知光斑沿长度方向盖过5根栅线n＝5；

步骤c)：对应的第一EQE值减第二EQE值，获得下表2中第四列所示的一系列的差值；

步骤d)：对一系列差值求平均值，获得粗略遮光率3.45％。

步骤e)：使用光学显微镜测试获得的栅线间距P＝1440um；根据量子效率测试仪的固有配置，知道光斑长度L＝6000um；

步骤f)：将步骤d)中获得遮光率3.45％记为f’，使用栅线间距P、光斑长度L、步骤b)中光斑盖过的栅线根数n按公式计算，获得最终的遮光率

表2

需要说明的是，本实施方式虽然使用了光学显微镜测试了栅线间距，但栅线间距是相邻两根栅线中心到中心的距离，相比测试栅线线宽的准确度要高一些，而且本实施方式的测试方法仅用到了栅线间距，没有用到栅线宽度，相比现有技术，准确率还是会更高。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池栅线遮光率的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤a)：使量子效率测试仪发出特定波长的光斑，调整光斑的位置使其平行于栅线，获得该光斑的EQE值；在特定波长范围内调整光斑的波长，获得一系列的第一EQE值；

步骤b)：使量子效率测试仪发出特定波长的光斑，调整光斑的位置使其垂直于栅线，获得该光斑的EQE值；在特定波长范围内调整光斑的波长，获得一系列的第二EQE值；

步骤c)：对应的第一EQE值减第二EQE值，获得一系列的差值；

步骤d)：对所述一系列差值求平均值，获得所述遮光率。

其中，步骤a)和步骤b)中，所述一系列的第一EQE值和第二EQE值的光斑的波长是一一对应的。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池栅线遮光率的测试方法，其特征在于：所述步骤a)和所述步骤b)顺序不分先后。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池栅线遮光率的测试方法，其特征在于：在所述步骤a)和所述步骤b)中，所述一系列的第一EQE值和第二EQE值的光斑波长值构成等差数列。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池栅线遮光率的测试方法，其特征在于：在所述步骤a)中，光斑位于相邻的两根栅线之间。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池栅线遮光率的测试方法，其特征在于：在所述步骤b)中，至少4次调整光斑位置，获得至少5组第二EQE值，针对特定波长，对这至少5组第二EQE值中的对应数值求平均值，最终获得所述一系列的第二EQE值。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池栅线遮光率的测试方法，其特征在于：在所述步骤b)中，光斑尽可能的覆盖更多的栅线。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池栅线遮光率的测试方法，其特征在于：所述光斑仅可照射到所述太阳能电池的测试面。

8.根据权利要求1所述的太阳能电池栅线遮光率的测试方法，其特征在于：在所述步骤b)中还需记录所述光斑覆盖的栅线根数n；所述测试方法还包括如下步骤：

步骤e)：使用光学显微镜测试获得栅线间距P；记录所述光斑的长度L；

步骤f)：将步骤d)中获得遮光率记为f’，使用栅线间距P、光斑长度L、步骤b)中光斑盖过的栅线根数n按公式计算，获得最终的遮光率f。

9.根据权利要求8所述的太阳能电池栅线遮光率的测试方法，其特征在于：所述步骤e)可以在步骤f)之前的任何时间进行；所述步骤e)中获得所述P、L的顺序不分先后。

10.根据权利要求1所述的太阳能电池栅线遮光率的测试方法，其特征在于：所述测试方法的样品为电池片，所述栅线为电池片的副栅线。