CN112017984A - 一种测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法 - Google Patents

一种测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于太阳能电池技术领域，涉及到一种测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法。本发明的测试方法包括以下步骤：调节测试装置的光强与台面温度，并将电池片放置到测试平台进行衰减；待电池恢复常温后测试并记录电池效率P1，再次将电池片放置到测试平台上继续进行衰减，直至相邻两次的效率差值小于0.1%，将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率，待后一次测试的功率较前一次测试的效率有所上升，测试结束，倒数第二次测试的效率确定为电池片衰减后的最终效率。本发明将辐照度提升至2‑5SUN，台面温度提升至90‑110℃，可快速地测试背面钝化太阳能电池的高温衰减值，及时、准确地监控产线背面钝化太阳能电池的质量。

Description

一种测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，涉及到一种测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法。
背景技术
背钝化太阳能电池可以有效钝化电池的背面，减少背表面少子的复合，进而大幅度地提高电池的光电转换效率，其背面最外一层通常为氮化硅介质层，借此实现钝化与保护。而氮化硅介质层含有大量的氢元素，这部分氢元素在电池片的烧结过程中，一部分会向硅片表面扩散离开电池，还有一部分会扩散到硅片体内形成钝化缺陷，而这部分钝化缺陷的氢元素很容易由于高温和光照受到破坏，过多的氢可诱发形成复合中心，所以组件在后续使用过程中将会出现功率的衰减，高温时衰减尤其严重。所以测试背钝化太阳能电池的高温衰减值是判断背钝化太阳能电池质量的一个有效手段。
目前测试背钝化太阳能电池高温衰减的方法如下：
1)测试电池片的初始效率，记录为P0；
2)将电池片放置到一个辐照度为一个标准太阳光强，温度为75℃的平台上照射168小时；
3)测试衰减后电池片的效率值，记录为P1；
4)计算电池片的高温衰减值，具体公式为：P0-P1/P0*100％。
该测试方案耗时较长，过程中没有监控，仅仅测试一次衰减后数值，而背钝化电池的高温衰减是一个先快速衰减，后缓慢衰减，最后缓慢恢复的过程(如图3所示，背钝化电池随着测试时间的延长，AB段为快速衰减期，BC段为缓慢衰减期，CD段为缓慢恢复期)，168小时是否已经衰减彻底或是否已经衰减后又再次恢复不得而知，所以这种测试方案容易导致电池片高温衰减的数值不准确，干扰实际结果的判断。
发明内容
本发明涉及一种背面钝化太阳能电池高温衰减的测试方法，通过一种可调节辐照强度与调节台面温度的装置，将辐照度从一个标准太阳光强(1SUN)提升至2-5个标准太阳光强(2-5SUN)之间，台面温度从75℃提升至90-110℃之间，进而快速的测试背面钝化太阳能电池的高温衰减值，将原先168小时的测试时间缩短至24-48小时，并且在过程中监控电池片衰减数值，能够提高测试准确性。
为解决现有技术的不足，本发明采用以下技术方案：一种测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法，包括以下步骤：
(1)测试电池片的初始效率，记录为P0；
(2)调节测试装置的光强与台面温度，待光强与台面温度稳定后将电池片放置到测试平台进行衰减；
(3)4-8小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率P1，再次将电池片放置到测试平台上继续进行衰减；
(4)重复步骤(3)，同时记录电池效率P2，P3，P4，…，Pn，待相邻两次的效率差值小于0.1％，进入下一个测试步骤；
(5)1-2小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率Pn+1，再次将电池片放置到测试平台上继续进行衰减；
(6)重复步骤(5)，同时记录电池效率Pn+2，Pn+3，Pn+4，Pn+m，待后一次测试的功率较前一次测试的效率有所上升，测试结束，倒数第二次测试的效率Pn+m-1确定为电池片衰减后的最终效率，计算电池片的高温衰减值。
所述电池片的高温衰减值的计算公式为：高温衰减值＝(P0-Pn+m-1/P0)*100％。
所述步骤(2)中测试装置的光强为2-5个标准太阳光强，台面温度为90-110℃。
所述步骤(6)中n与m的数值相等或不相等。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明将辐照度从一个标准太阳光强(1SUN)提升至2-5个标准太阳光强(2-5SUN)，台面温度从75℃提升至90-110℃之间，可快速地测试背面钝化太阳能电池的高温衰减值，将原先168小时的测试时间缩短至24-48小时，可及时、准确地监控产线背面钝化太阳能电池的质量，已经投入使用，电池片表面没有氧化、污染等缺陷，效果理想。
(2)本发明在整个测试过程中多次监控背面钝化太阳能电池的衰减数值，避免背面钝化太阳能电池的衰减值未达到最大，或是达到最大值后已经有所恢复，提高测试准确性，更真实地反应产线背面钝化太阳能电池的质量。
附图说明
附图1是背钝化太阳能电池高温衰减测试的流程示意图。
附图2是背钝化太阳能电池高温衰减测试装置的示意图。
附图3是背钝化太阳能电池效率随测试时间的变化趋势图。
附图4是实施例1中1-5#电池样品的衰减情况趋势图。
附图5是实施例2中6-10#电池样品的衰减情况趋势图。
附图6是实施例3中11-15#电池样品的衰减情况趋势图。
附图7是实施例4中16-20#电池样品的衰减情况趋势图。
附图8是实施例5中21-25#电池样品的衰减情况趋势图。
附图标记说明：1-测试光源；2-电池片；3-温控平台。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
实施例1
一种测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法，包括以下步骤：
(1)测试电池片的初始效率，记录为P0；
(2)调节测试装置的光强为2SUN，台面温度为90℃，待光强与台面温度稳定后将电池片放置到测试平台进行衰减；
(3)8个小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率P1，再次将电池片放置到测试平台上进行衰减；
(4)重复步骤(3)，同时记录电池效率P2，P3，P4，P5，此时发现P5和P4的效率差值小于0.1％，进入下一个测试步骤；
(5)2个小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率P6，再次将电池片放置到测试平台上进行衰减；
(6)重复步骤(5)，同时记录电池效率P7，P8，P9，此时发现P9的数值较P8有所上升，测试结束，效率P8确定为电池片衰减后的最终效率，计算电池片的高温衰减值：高温衰减值＝(P0-P8/P0)*100％。
本实施例中采用5个电池样品1#-5#同时测试，电池效率的数值如表1所示，电池样品1-5#的衰减情况趋势图见图4。
表1实施例1中不同测试状态下的电池效率及电池衰减值
Figure BDA0002639808380000031
从表1和图4可以看出，46h时电池衰减到最低点，48h电池效率均有一定程度的上升，因此确定46h对应的P8为电池片衰减后的最终效率，并对1-5#电池的衰减值进行计算，分别为2.96％、3.36％、3.16％、3.21％、3.74％。
实施例2
一种测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法，包括以下步骤：
(1)测试电池片的初始效率，记录为P0；
(2)调节测试装置的光强为2SUN，台面温度为110℃，待光强与台面温度稳定后将电池片放置到测试平台进行衰减；
(3)8个小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率P1，再次将电池片放置到测试平台上进行衰减；
(4)重复步骤(3)，同时记录电池效率P2、P3，此时发现P3和P2的效率差值小于0.1％，进入下一个测试步骤；
(5)2个小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率P4，再次将电池片放置到测试平台上进行衰减；
(6)重复步骤(5)，同时记录电池效率P5，P6，此时发现P6的数值较P5有所上升，测试结束，效率P5确定为电池片衰减后的最终效率，计算电池片的高温衰减值：高温衰减值＝(P0-P5/P0)*100％。
本实施例中采用5个电池测试样品6#-10#，电池效率的数值如表2所示，电池样品5-10#的衰减情况趋势图见图5。
表2实施例2中不同测试状态下的电池效率及电池衰减值
Figure BDA0002639808380000041
从表2和图5可以看出，28h时电池衰减到最低点，30h电池效率均有一定程度的上升，因此确定28h时对应的P5为电池片衰减后的最终效率，并对6-10#电池的衰减值进行计算，分别为2.94％、3.23％、3.18％、3.57％、3.04％。
实施例3
一种测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法，包括以下步骤：
(1)测试电池片的初始效率，记录为P0；
(2)调节测试装置的光强为5SUN，台面温度为90℃，待光强与台面温度稳定后将电池片放置到测试平台进行衰减；
(3)8个小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率P1，再次将电池片放置到测试平台上进行衰减；
(4)重复步骤(3)，同时记录电池效率P2、P3，此时发现P3和P2的效率差值小于0.1％，进入下一个测试步骤；
(5)2个小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率P4，再次将电池片放置到测试平台上进行衰减；
(6)重复步骤(5)，同时记录电池效率P5、P6、P7，此时发现P7的数值较P6有所上升，测试结束，效率P6确定为电池片衰减后的最终效率，计算电池片的高温衰减值：高温衰减值＝(P0-P6/P0)*100％。
本实施例中采用5个电池测试样品11#-15#，电池效率的数值如表3所示，电池样品11-15#的衰减情况趋势图见图6。
表3实施例3中不同测试状态下的电池效率及电池衰减值
Figure BDA0002639808380000042
从表3和图6可以看出，30h时电池衰减到最低点，32h电池效率均有一定程度的上升，因此确定30h对应的P6为电池片衰减后的最终效率，并对11-15#电池的衰减值进行计算，分别为2.82％、3.46％、2.87％、3.14％、2.92％。
实施例4
一种测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法，包括以下步骤：
(1)测试电池片的初始效率，记录为P0；
(2)调节测试装置的光强为5SUN，台面温度为110℃，待光强与台面温度稳定后将电池片放置到测试平台进行衰减；
(3)8个小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率P1，再次将电池片放置到测试平台上进行衰减；
(4)重复步骤(3)，同时记录电池效率P2，此时发现P2和P1的效率差值小于0.1％，进入下一个测试步骤；
(5)2个小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率P3，再次将电池片放置到测试平台上进行衰减；
(6)重复步骤(5)，同时记录电池效率P4、P5、P6，此时发现P6的数值较P5有所上升，测试结束，效率P5确定为电池片衰减后的最终效率，计算电池片的高温衰减值：高温衰减值＝(P0-P5/P0)*100％。
本实施例中采用5个电池测试样品16#-20#，电池效率的数值如表4所示，电池样品16-20#的衰减情况趋势图见图7。
表4实施例4中不同测试状态下的电池效率及电池衰减值
Figure BDA0002639808380000051
从表4和图7可以看出，22h时电池衰减到最低点，24h电池效率均有一定程度的上升，因此确定22h对应的P5为电池片衰减后的最终效率，并对16-20#电池的衰减值进行计算，分别为3.82％、2.73％、3.73％、3.23％、2.83％。
实施例5
一种测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法，包括以下步骤：
(1)测试电池片的初始效率，记录为P0；
(2)调节测试装置的光强为3SUN，台面温度为100℃，待光强与台面温度稳定后将电池片放置到测试平台进行衰减；
(3)8个小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率P1，再次将电池片放置到测试平台上进行衰减；
(4)重复步骤(3)，同时记录电池效率P2，P3，此时发现P3和P2的效率差值小于0.1％，进入下一个测试步骤；
(5)2个小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率P4，再次将电池片放置到测试平台上进行衰减；
(6)重复步骤(5)，同时记录电池效率P5、P6，此时发现P6的数值较P5有所上升，测试结束，效率P5确定为电池片衰减后的最终效率，计算电池片的高温衰减值：高温衰减值＝(P0-P5/P0)*100％。
本实施例中采用5个电池测试样品21#-25#，电池效率的数值如表5所示，电池样品21-25#的衰减情况趋势图见图8。
表5实施例5中不同测试状态下的电池效率及电池衰减值
Figure BDA0002639808380000061
从表5和图8可以看出，28h时电池衰减到最低点，30h电池效率均有一定程度的上升，因此确定28h对应的P5为电池片衰减后的最终效率，并对21-25#电池的衰减值进行计算，分别为2.82％、3.61％、2.55％、2.72％、3.16％。
图2是背钝化太阳能电池高温衰减测试装置的示意图，在图2所示的测试装置上进行实施例1-5中的背面钝化太阳能电池高温衰减的测试。本发明将辐照度从1SUN提升至2-5SUN，台面温度从75℃提升至90-110℃之间，可快速地测试背面钝化太阳能电池的高温衰减值，将原先168小时的测试时间缩短至24-48小时，可及时、准确地监控产线背面钝化太阳能电池的质量，已经投入使用，电池片表面没有氧化、污染等缺陷，效果理想。
本发明在整个测试过程中多次监控背面钝化太阳能电池的衰减数值，避免背面钝化太阳能电池的衰减值未达到最大，或是达到最大值后已经有所恢复，提高测试准确性，更真实地反应产线背面钝化太阳能电池的质量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据本发明实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）测试电池片的初始效率，记录为P0；
（2）调节测试装置的光强与台面温度，待光强与台面温度稳定后将电池片放置到测试平台进行衰减；
（3）4-8小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率P1，再次将电池片放置到测试平台上继续进行衰减；
（4）重复步骤（3），同时记录电池效率P2，P3，P4，…，Pn，待相邻两次的效率差值小于0.1%，进入下一个测试步骤；
（5）1-2小时后将电池片取下，待电池恢复常温后测试并记录电池效率Pn+1，再次将电池片放置到测试平台上继续进行衰减；
（6）重复步骤（5），同时记录电池效率Pn+2，Pn+3，Pn+4，Pn+m，待后一次测试的功率较前一次测试的效率有所上升，测试结束，倒数第二次测试的效率Pn+m-1确定为电池片衰减后的最终效率，计算电池片的高温衰减值。
2.根据权利要求1所述的测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法，其特征在于，所述电池片的高温衰减值的计算公式为：高温衰减值=（P0-Pn+m-1/P0）*100%。
3.根据权利要求1所述的测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法，其特征在于，所述步骤（2）中测试装置的光强为2-5个标准太阳光强，台面温度为90-110℃。
4.根据权利要求1所述的测试背面钝化太阳能电池高温衰减的方法，其特征在于，所述步骤（6）中n与m的数值相等或不相等。
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