CN112511105A - 一种光伏组件的测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件的测试装置及其测试方法，包括试验箱体及控制装置，试验箱体用于光伏组件的温度和湿度试验，控制装置用于调节试验箱体的温度和湿度，试验箱体内还设置有光源组件、放置组件及检测组件；在试验箱体内设置有相应的光源组件，可在测试过程中提供光源照射光伏组件，增加光照因素，从而有利于提高测试的准确性；测试时将光伏组件的底部滑动插入插槽内即可，拆卸时，直接向外抽出光伏组件即可，其整体的安装和拆卸均较为方便快捷，耗费时间更短，测试效率更高使用上测试装置的测试方法，引入光照条件能够更准确的模拟户外环境，消除光照带来的PID恢复现象，能够更加真实的测试出光伏组件的户外PID现象。
Description
技术领域
本发明涉及光伏组件生产领域，具体涉及一种光伏组件的测试装置及其测试方法。
背景技术
潜在电势衰减（PID）是晶硅电池普遍存在的现象，PERC双面电池PID衰减机理比较公认的说是PID-s和PID-p，正面发生PID-s，背面发生PID-p，且PID-p极化效应在光照条件可以恢复。
潜在电势衰减（PID）是晶硅电池普遍存在的现象，PERC双面电池PID衰减机理比较公认的说是PID-s和PID-p，正面发生PID-s，背面发生PID-p，且PID-p极化效应在光照条件可以恢复。
PID-s机理：带正电荷的钠离子漂移，通过SiN y和SiO 2层进入电池，造成堆积和PN结分流。Na离子在电场作用下，穿过玻璃和胶膜，聚集在电池片表面膜层，再铜鼓扩散的的形式
进入填充在硅晶体的缺陷（位错）中，并穿过PN结，形成PN结两端的漏电流通道。一般称为PID-s（PID-shunt）。
PID-p机理：表面正电荷积累导致的极化机理。正面少子为空穴，背面少子为电子。在电池片背面，PID负偏压条件下，Na离子在膜层聚集，吸引背表面少子，恶化背表面钝化，加速背面少子复合速率，另外背面钝化层为AlO x， 本身带负电，也更容易受到Na离子的影响。称为PID-p（PID-polarization）
光伏组件PID效应衰减现象从发现以来一直困扰着光伏组件的可靠性，电池技术和组件封装技术研究也一直在解决PID现象，随着新的电池技术的发展，PID效应也需要新的解决办法和测试方法。
目前PID测试方法是在室内试验箱或常温条件下进行测试，试验箱条件是模拟一定温度和湿度条件下并施加正负偏压的加速测试方法，都是在无光照条件下进行的；而由于测试方法中无光照因素，无法准确测试易受光照恢复影响的电池组件，因此无法准确评价光伏组件的户外PID衰减情况；此外在现有的试验箱中测试光伏组件时，固定光伏组件需要在光伏组件上安装支架，待测试完毕后再拆除支架取出光伏组件，其整体的安装和拆卸较为不便，且耗费的时间相对较多，测试效率相对低下。
为此，如何解决上述现有技术存在的不足，是本发明研究的课题。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种光伏组件的测试装置及其测试方法。
为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：一种光伏组件的测试装置，包括试验箱体及控制装置，所述试验箱体用于光伏组件的温度和湿度试验，所述控制装置用于调节所述试验箱体的温度和湿度，所述试验箱体内还设置有光源组件、放置组件及检测组件；
所述光源组件包括侧板，该侧板竖直设置并靠近所述试验箱体的其中一个内腔侧壁设置，所述侧板的上下两端分别与所述试验箱体的内腔上下两侧壁滑动配合，并进行可拆卸的连接，所述侧板的侧壁上均匀固定有多个辐照灯，所述辐照灯正对所述试验箱体的另一个内腔侧壁；
所述放置组件包括底座，所述底座呈长条状，该底座沿前后方向固定于试验箱体的内腔底部，所述底座的顶部沿其长度方向开设有插槽，该插槽内沿前后方向均匀转动连接有多个平行间隔设置的导向柱，所述底座的前后两端对应插槽的左右两侧均向上延伸出一挡板；
所述检测组件包括辐照探头及升降机构，所述试验箱体的顶部具有一开口，所述升降机构位于所述开口的上方，所述升降机构与所述辐照探头传动连接，并驱动所述辐照探头伸出或缩回所述开口，所述试验箱体上对应所述开口的侧部还滑动连接有与所述开口密封配合的盖板，所述盖板上传动连接有直线驱动机构，所述盖板通过所述直线驱动机构驱动伸出至所述开口的上方并密封覆盖所述开口，所述辐照探头的信号输出端与所述控制装置的信号输入端电性连接。
进一步的，所述试验箱体的内腔顶壁和内腔底壁对应所述侧板的上下两端均开设有一滑槽，所述滑槽内沿其长度方向均匀转动连接有多个导向轮，所述侧板的顶部和底部均沿其长度方向粘接有硅胶条，所述侧板的顶部和底部分别均滑动卡入在所述试验箱体的内腔顶壁和内腔底壁的滑槽内。
进一步的，所述升降机构及直线驱动机构均为气缸，所述升降机构的气缸的作用杆与所述辐照探头固定连接，所述直线驱动机构的气缸的作用杆水平设置并与所述盖板固定连接，所述盖板通过导轨滑块机构与所述试验箱体的顶部滑动连接，所述盖板的底面沿其周向固定有一圈硅胶密封圈。
进一步的，所述侧板的后侧面沿前后方向均匀成型有多个散热鳍片，多个所述散热鳍片的前侧固定有多个抽风扇，所述抽风扇的出风口与试验箱体的外侧相连通。
进一步的，所述底座设置有两个，该两个底座分别位于所述试验箱体的内腔顶壁和内腔底壁。
一种光伏组件的测试装置的测试方法，包括如下步骤：
步骤1：预处理，将光伏组件在800-1000W/㎡条件下进行暴晒；
步骤2：进行光伏组件的功率、电致发光测试、接地连续性及湿漏电测试；
步骤3：将光伏组件放置于上述光伏组件的测试装置内进行高温高湿测试，该高温高湿测试的测试温度为85℃、湿度为85%RH、通电电压为正负1000V或正负1500V、测试时间为24h；
步骤4：在步骤3测试完毕后，停止通电，进行降温除湿操作，使上述光伏组件的测试装置内部温度调整至25℃，湿度调整至50%RH，试验箱内部温、湿度达到室温状态后，停止温湿度控制；
步骤5：开启光伏组件的测试装置内的光源组件300，调整辐照强度为200 W/㎡-1000W/㎡，测试时间2-4h；
步骤6：重复上述步骤2至步骤5的操作4次；
步骤7：最后根据测试数据计算光伏组件PID效应。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：本发明的测试装置，在试验箱体内设置有相应的光源组件，可在测试过程中提供光源照射光伏组件，增加光照因素，从而有利于提高测试的准确性；同时光源组件与试验箱体内壁之间进行可拆卸的连接，在不进行光照测试时可单独将光源组件取出，避免其长期放置在试验箱体内受到温度和湿度的影响，降低其使用寿命；试验箱体内还设置有放置组件，该放置组件包括呈长条状的底座，底座的顶部沿其长度方向开设有插槽，该插槽内设置有多个平行间隔设置的导向柱，且插槽的前后两端均向上延伸出一挡板，在放置光伏组件时，将光伏组件的底部滑动插入插槽内即可，插槽前后两端的挡板起到对光伏组件的进一步支撑和固定作用，拆卸时，直接向外抽出光伏组件即可，其整体的安装和拆卸均较为方便快捷，耗费时间更短，测试效率更高；使用上述测试装置的测试方法，引入光照条件能够更准确的模拟户外环境，消除光照带来的PID恢复现象，能够更加真实的测试出光伏组件的户外PID现象。
附图说明
图1为本发明的前视图；
图2为本发明实施例的立体图；
图3为检测组件的结构示意图。
附图标记列表：100试验箱体、101滑槽、200控制装置、300光源组件、301侧板、311辐照灯、400放置组件、401底座、402插槽、403导向柱、404挡板、500检测组件、501辐照探头、502盖板。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例：参见图1-3，一种光伏组件的测试装置，包括试验箱体100及控制装置200，试验箱体100用于光伏组件的温度和湿度试验，控制装置200用于调节试验箱体100的温度和湿度，现有的试验箱体100内安装有加热和加湿装置，控制装置200采用PLC控制器，通过PLC控制器对加热和加湿装置进行温度和湿度的调节；
试验箱体100内还设置有光源组件300、放置组件400及检测组件500；
光源组件300包括侧板301，该侧板301竖直设置并靠近试验箱体100的其中一个内腔侧壁设置，侧板301的上下两端分别与试验箱体100的内腔上下两侧壁滑动配合，并进行可拆卸的连接，具体的，试验箱体100的内腔顶壁和内腔底壁对应侧板301的上下两端均开设有一滑槽101，滑槽101内沿其长度方向均匀转动连接有多个导向轮，侧板301的顶部和底部均沿其长度方向粘接有硅胶条，侧板301的顶部和底部分别均滑动卡入在试验箱体100的内腔顶壁和内腔底壁的滑槽101内，安装时可将侧板301的顶部和底部对位滑动卡入在滑槽101中，拆卸时，向外抽出即可；侧板301插入滑槽101时硅胶条压紧抵靠在滑槽101内起到一定密封作用
侧板301的侧壁上均匀固定有多个辐照灯311，辐照灯311正对试验箱体100的另一个内腔侧壁，辐照灯311采用模拟太阳辐射的氙弧灯，以模拟真实的外部光照因素；
放置组件400包括底座401，底座401呈长条状，该底座401沿前后方向固定于试验箱体100的内腔底部，底座401的顶部沿其长度方向开设有插槽402，该插槽402内沿前后方向均匀转动连接有多个平行间隔设置的导向柱403，底座401的前后两端对应插槽402的左右两侧均向上延伸出一挡板404；
检测组件500包括辐照探头501及升降机构，试验箱体100的顶部具有一开口，升降机构位于开口的上方，升降机构与辐照探头501传动连接，并驱动辐照探头501伸出或缩回开口，试验箱体100上对应开口的侧部还滑动连接有与开口密封配合的盖板502，盖板502上传动连接有直线驱动机构，盖板502通过直线驱动机构驱动伸出至开口的上方并密封覆盖开口，辐照探头501的信号输出端与控制装置200的信号输入端电性连接；
具体的，升降机构及直线驱动机构均为气缸，升降机构的气缸的作用杆与辐照探头501固定连接，直线驱动机构的气缸的作用杆水平设置并与盖板502固定连接，盖板502通过导轨滑块机构与试验箱体100的顶部滑动连接，盖板502的底面沿其周向固定有一圈硅胶密封圈，起密封作用；
辐照探头501采用LP PHOT 01型光辐射照度传感器，用于检测试验箱体100内，光源组件300的光照强度，但为避免其长期处在试验箱体100内的高温高湿的环境中，设置有相应的升降机构，在其不工作时，通过升降机构驱动辐照探头501缩回试验箱体100的顶部开口之外，再通过直线驱动机构的气缸驱动盖板502覆盖试验箱体100的顶部开口；
测试时，将光伏组件（电池板，板状零件）的底部滑动插入插槽402内即可，插槽402前后两端的挡板404起到对光伏组件的进一步支撑和固定作用，拆卸时，直接向外抽出光伏组件即可；槽402内设置有多个平行间隔设置的导向柱403起到滚动导向作用，便于光伏组件的滑动，插槽402的前后两端均向上延伸出一挡板404，在光伏组件插入插槽402时，挡板404分别抵靠在光伏组件前后两侧的边缘处，对其进行进一步的限位和支撑，阻止其倾倒。
侧板301的后侧面沿前后方向均匀成型有多个散热鳍片，多个散热鳍片的前侧固定有多个抽风扇，抽风扇的出风口与试验箱体100的外侧相连通，侧板301及散热鳍片整体采用铝质材质，其具有较好的导热性能，结合抽风扇的设置，以提高其整体的对辐照探头501的散热能力；
底座401设置有两个，该两个底座401分别位于试验箱体100的内腔顶壁和内腔底壁，安装光伏组件时，光伏组件的上下两端可滑动卡入在两个底座401的上下两侧的插槽402内，对其上下两端进行进一步的限位和固定，使其更加牢靠。
上述光伏组件的测试装置测试光伏组件时，包括如下步骤：
步骤1：预处理，将光伏组件在800-1000W/㎡条件下进行暴晒，以去除光伏组件的初期衰减效应
步骤2：进行光伏组件的功率、EL、接地连续性及湿漏电测试；该步骤的测试方法均为现有方法；
步骤3：将光伏组件放置于上述光伏组件的测试装置内进行高温高湿测试，该高温高湿测试的测试温度为85℃、湿度为85%RH、通电电压为正负1000V或正负1500V、测试时间为24h；该步骤的高温高湿环境是为加速模拟户外测试条件，高温高湿的环境更易引发PID现象；
步骤4：在步骤3测试完毕后，停止通电，进行降温除湿操作，使上述光伏组件的测试装置内部温度调整至25℃，湿度调整至50%RH，试验箱内部温、湿度达到室温状态后，停止温湿度控制；
步骤5：开启光伏组件的测试装置内的光源组件300，调整辐照强度为200 W/㎡-1000W/㎡，测试时间2-4h；上述辐照条件略高于阴天的太阳能辐照水平，试验表明在低辐照度下，就能促使光伏组件的PID现象进行恢复，恢复速度取决于不同类型电池，更高的辐照强度可以加速PID现象的恢复。
步骤6：重复上述步骤2至步骤5的操作4次；由于PID现象是可逆的，在一定的条件下，可以绝大部分恢复到初始功率水平；PID试验后的恢复条件有在高温高湿条件下加偏压。N型电池在光照下就可以快速恢复，这其中紫外光起到了很大作用。PERC双面电池在PID试验后，放在光照下功率是先衰减后恢复。PID现象在户外实际发生过程中，也是有光照参与的，这样就可能出现衰减、恢复的往复循环过程。光照的作用就是剔除这种恢复现象，抑制了PID现象的发生。这个试验可以更真实的测试出户外PID现象。
步骤7：最后根据测试数据计算光伏组件PID效应，该步骤的数据计算为现有方法，其具体为（试验前功率-试验后功率）/试验前功率*100%。
上述测试方法的技术原理：由于PID效应最容易在潮湿条件下发生，比如早晨露水，阴雨天，引入光照条件能够更准确的模拟户外环境，消除光照带来的PID恢复现象，也可能在光照条件下不会发生PID现象，或者PID现象/效应极其微弱，不会给光伏组件功率带来大的衰减；在光照条件下进行PID测试，N型电池的PID效应就很小。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种光伏组件的测试装置，包括试验箱体（100）及控制装置（200），所述试验箱体（100）用于光伏组件的温度和湿度试验，所述控制装置（200）用于调节所述试验箱体（100）的温度和湿度，其特征在于：所述试验箱体（100）内还设置有光源组件（300）、放置组件（400）及检测组件（500）；
所述光源组件（300）包括侧板（301），该侧板（301）竖直设置并靠近所述试验箱体（100）的其中一个内腔侧壁设置，所述侧板（301）的上下两端分别与所述试验箱体（100）的内腔上下两侧壁滑动配合，并进行可拆卸的连接，所述侧板（301）的侧壁上均匀固定有多个辐照灯（311），所述辐照灯（311）正对所述试验箱体（100）的另一个内腔侧壁；
所述放置组件（400）包括底座（401），所述底座（401）呈长条状，该底座（401）沿前后方向固定于试验箱体（100）的内腔底部，所述底座（401）的顶部沿其长度方向开设有插槽（402），该插槽（402）内沿前后方向均匀转动连接有多个平行间隔设置的导向柱（403），所述底座（401）的前后两端对应插槽（402）的左右两侧均向上延伸出一挡板（404）；
所述检测组件（500）包括辐照探头（501）及升降机构，所述试验箱体（100）的顶部具有一开口，所述升降机构位于所述开口的上方，所述升降机构与所述辐照探头（501）传动连接，并驱动所述辐照探头（501）伸出或缩回所述开口，所述试验箱体（100）上对应所述开口的侧部还滑动连接有与所述开口密封配合的盖板（502），所述盖板（502）上传动连接有直线驱动机构，所述盖板（502）通过所述直线驱动机构驱动伸出至所述开口的上方并密封覆盖所述开口，所述辐照探头（501）的信号输出端与所述控制装置（200）的信号输入端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种光伏组件的测试装置，其特征在于：所述试验箱体（100）的内腔顶壁和内腔底壁对应所述侧板（301）的上下两端均开设有一滑槽（101），所述滑槽（101）内沿其长度方向均匀转动连接有多个导向轮，所述侧板（301）的顶部和底部均沿其长度方向粘接有硅胶条，所述侧板（301）的顶部和底部分别均滑动卡入在所述试验箱体（100）的内腔顶壁和内腔底壁的滑槽（101）内。
3.根据权利要求1所述的一种光伏组件的测试装置，其特征在于：所述升降机构及直线驱动机构均为气缸，所述升降机构的气缸的作用杆与所述辐照探头（501）固定连接，所述直线驱动机构的气缸的作用杆水平设置并与所述盖板（502）固定连接，所述盖板（502）通过导轨滑块机构与所述试验箱体（100）的顶部滑动连接，所述盖板（502）的底面沿其周向固定有一圈硅胶密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种光伏组件的测试装置，其特征在于：所述侧板（301）的后侧面沿前后方向均匀成型有多个散热鳍片，多个所述散热鳍片的前侧固定有多个抽风扇，所述抽风扇的出风口与试验箱体（100）的外侧相连通。
5.根据权利要求1所述的一种光伏组件的测试装置，其特征在于：所述底座（401）设置有两个，该两个底座（401）分别位于所述试验箱体（100）的内腔顶壁和内腔底壁。
6.一种光伏组件的测试装置的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤（1）：预处理，将光伏组件在800-1000W/㎡条件下进行暴晒；
步骤（2）：进行光伏组件的功率、电致发光测试、接地连续性及湿漏电测试；
步骤（3）：将光伏组件放置于上述光伏组件的测试装置内进行高温高湿测试，该高温高湿测试的测试温度为85℃、湿度为85%RH、通电电压为正负1000V或正负1500V、测试时间为24h；
步骤（4）：在步骤（3）测试完毕后进行降温除湿操作，将上述光伏组件的测试装置内部温度调整至25℃，湿度调整至50%RH；
步骤（5）：开启光伏组件的测试装置内的光源组件（300），调整辐照强度为200 W/㎡-1000W/㎡，测试时间2-4h；
步骤（6）：重复上述步骤（2）至步骤（5）的操作4次；
步骤（7）：最后根据测试数据计算光伏组件PID效应。
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