CN111489980A - 一种太阳能电池缺陷的灵敏检测方法 - Google Patents

一种太阳能电池缺陷的灵敏检测方法 Download PDF

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胡林娜
倪玉凤
张婷
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Huanghe Hydropower Xining Solar Power Co ltd
Qinghai Huanghe Hydropower Development Co Ltd
Huanghe Hydropower Development Co Ltd
State Power Investment Corp Xian Solar Power Co Ltd
State Power Investment Corp Ltd Huanghe Hydropower Development Co Ltd
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Huanghe Hydropower Xining Solar Power Co ltd
Qinghai Huanghe Hydropower Development Co Ltd
Huanghe Hydropower Development Co Ltd
State Power Investment Corp Xian Solar Power Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明的目的在于公开一种太阳能电池缺陷的灵敏检测方法，与现有技术相比，通过变压噪声测试及变温噪声测试能够准确无损且灵敏地检测出电池内的微小缺陷，尤其是深能级缺陷，对所有栅线结构的太阳能电池都可适用，只需改变引出正负电极时的栅线连接方式即可，无需专用检测台面，测试成本较EL低得多，实现本发明的目的。

Description

一种太阳能电池缺陷的灵敏检测方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池缺陷的检测方法，特别涉及一种太阳能电池缺陷的灵敏检测方法。
背景技术
光伏发电技术作为清洁新能源的一种重要形式，主要应用在户外，而太阳能电池作为组件核心部件，其电学及物理性质势必随着组件上尘土的遮挡、雨水的渗透出现各种衰退现象。所以，在组件封装前需要严格的检测手段，确保太阳能电池性能的稳定可靠。
但是，目前电池制造车间主流使用的是电致发光(EL)方法，只能检测出太阳能电池内部的隐裂、黑片及断栅等显著缺陷问题，对于太阳能电池内部的微小缺陷难以检测出。
因此，特别需要一种太阳能电池缺陷的灵敏检测方法，以解决上述现有存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池缺陷的灵敏检测方法，针对现有技术的不足，可灵敏且无损检测出太阳能电池内的深能级缺陷。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种太阳能电池缺陷的灵敏检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)测试太阳能电池的暗I-V特性，判断太阳能电池是否正常；
2)若电池正常，测试在0.7V正偏下的噪声功率谱密度(Sv-f)曲线；
3)若电压噪声功率谱密度曲线呈现波峰状，则为GR噪声特征；
4)在不同温度下，测试噪声功率谱密度(Sv-f)曲线，提取出GR噪声峰值 (Sv)及其所对应的频率值(f)；
5)根据所提取的Sv-f值，作出阿伦尼乌斯曲线，由此获得缺陷信息。
在本发明的一个实施例中，所述步骤1)包括：
1)将太阳能电池置于密封盒子模拟无光照条件；
2)在太阳能电池上施加正向电压，得到太阳能电池正向电流电压特性曲线。
在本发明的一个实施例中，所述步骤2)包括：
1)将太阳能电池置于检测电路中，使太阳能电池处于正向偏置条件状态；
2)调节滑动变阻器，使太阳能电池两端电压保持在0.7V。
在本发明的一个实施例中，所述步骤3)包括；由GR噪声波形产生机理，初步判断太阳能电池内部存在深能级缺陷。
在本发明的一个实施例中，所述步骤4)包括：
1)从300K处开始，以步长25K增大温度值，测试正偏电压噪声功率谱密度，直至温度增至400K为止停止测试；
2)分别提取每个测试温度点所对应的正向电压噪声功率谱值及频率值，得到Sv-f曲线。
在本发明的一个实施例中，所述步骤5)包括：
1)将提取出的数据代入阿伦尼乌斯公式，由此获得阿伦尼乌斯曲线；
2)通过直线拟合得出曲线斜率，此斜率为深能级缺陷的激活能，此与Y 轴截距对应缺陷的捕获截面；
3)通过文献及手册查找，可判断该激活能所对应的杂质类型。
本发明的太阳能电池缺陷的灵敏检测方法，与现有技术相比，通过变压噪声测试及变温噪声测试能够准确无损且灵敏地检测出电池内的微小缺陷，尤其是深能级缺陷，对所有栅线结构的太阳能电池都可适用，只需改变引出正负电极时的栅线连接方式即可，无需专用检测台面，测试成本较EL低得多，实现本发明的目的。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明的太阳能电池缺陷的灵敏检测方法的结构示意图；
图2为本发明的电池引出正负极的示意图；
图3是本发明的测试噪声功率谱密度电路的示意图；
图4是本发明的测试太阳能电池的GR噪声功率谱图；
图5为本发明的拟合出斜率的阿伦尼乌斯曲线图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
根据图1至图5所示，本发明提供的太阳能电池缺陷的灵敏检测方法，包括如下步骤：
1)测试太阳能电池的暗I-V特性，判断太阳能电池是否正常；
2)若电池正常，测试在0.7V正偏下的噪声功率谱密度(Sv-f)曲线；
3)若电压噪声功率谱密度曲线呈现波峰状，则为GR噪声特征；
4)在不同温度下测试Sv-f曲线，提取出GR噪声峰值(Sv)及其所对应的频率值(f)；
5)根据所提取的Sv-f值，作出阿伦尼乌斯曲线，由此获得缺陷信息。
所述步骤1)包括：
(1)将太阳能电池置于密封盒子模拟无光照条件；
(2)在太阳能电池上施加正向电压，得到电池正向电流电压特性曲线。
所述步骤2)包括：
(1)将太阳能电池置于检测电路中，使太阳能电池处于正向偏置条件状态；
(2)调节滑动变阻器，使电池两端电压保持在0.7V。
所述的步骤3)包括：
(1)由GR噪声波形产生机理，初步判断电池内部存在深能级缺陷。
所述的步骤4)包括：
(1)从300K处开始，以步长25K增大温度值，测试正偏电压噪声功率谱密度，直至温度增至400K为止停止测试；
(2)分别提取每个测试温度点所对应的正向电压噪声功率谱值及频率值，得到Sv-f曲线。
所述的步骤5)包括：
(1)将提取出的数据代入阿伦尼乌斯公式，由此获得阿伦尼乌斯曲线；
(2)通过直线拟合得出曲线斜率，此斜率为深能级缺陷的激活能，此与Y 轴截距对应缺陷的捕获截面；
(3)通过文献及手册查找，可判断该激活能所对应的杂质类型。
与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池缺陷的灵敏检测方法能够准确无损且灵敏地检测出电池内的微小缺陷，尤其是深能级缺陷，这是常规EL方法无法检测出的。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种太阳能电池缺陷的灵敏检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)测试太阳能电池的暗I-V特性，判断太阳能电池是否正常；
2)若电池正常，测试在0.7V正偏下的噪声功率谱密度(Sv-f)曲线；
3)若电压噪声功率谱密度曲线呈现波峰状，则为GR噪声特征；
4)在不同温度下，测试噪声功率谱密度(Sv-f)曲线，提取出GR噪声峰值(Sv)及其所对应的频率值(f)；
5)根据所提取的Sv-f值，作出阿伦尼乌斯曲线，由此获得缺陷信息。
2.如权利要求1所述的太阳能电池缺陷的灵敏检测方法，其特征在于，所述步骤1)包括：
1)将太阳能电池置于密封盒子模拟无光照条件；
2)在太阳能电池上施加正向电压，得到太阳能电池正向电流电压特性曲线。
3.如权利要求1所述的太阳能电池缺陷的灵敏检测方法，其特征在于，所述步骤2)包括：
1)将太阳能电池置于检测电路中，使太阳能电池处于正向偏置条件状态；
2)调节滑动变阻器，使太阳能电池两端电压保持在0.7V。
4.如权利要求1所述的太阳能电池缺陷的灵敏检测方法，其特征在于，所述步骤3)包括；由GR噪声波形产生机理，初步判断太阳能电池内部存在深能级缺陷。
5.如权利要求1所述的太阳能电池缺陷的灵敏检测方法，其特征在于，所述步骤4)包括：
1)从300K处开始，以步长25K增大温度值，测试正偏电压噪声功率谱密度，直至温度增至400K为止停止测试；
2)分别提取每个测试温度点所对应的正向电压噪声功率谱值及频率值，得到Sv-f曲线。
6.如权利要求1所述的太阳能电池缺陷的灵敏检测方法，其特征在于，所述步骤5)包括：
1)将提取出的数据代入阿伦尼乌斯公式，由此获得阿伦尼乌斯曲线；
2)通过直线拟合得出曲线斜率，此斜率为深能级缺陷的激活能，此与Y轴截距对应缺陷的捕获截面；
3)通过文献及手册查找，可判断该激活能所对应的杂质类型。
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