CN113871317B - 测试光伏电池性能的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例涉及太阳能领域，提供一种用于测试光伏电池性能的方法及其装置，方法包括：提供光伏电池；对光伏电池进行光照射；获取照射在光伏电池上的光的光照强度；光伏电池接受照射光而发出光，获取发出光的发光强度；基于光照强度和发光强度判断光伏电池性能。本申请实施例至少有利于在光伏电池的制备过程的任一阶段，基于光伏电池接受的光照强度和光伏电池自身的发光强度实现对光伏电池性能的测试。

Description

测试光伏电池性能的方法及其装置
技术领域
本申请实施例涉及太阳能领域，特别涉及一种测试光伏电池性能的方法及其装置。
背景技术
光伏电池的性能受光伏电池的内部缺陷的影响，光伏电池的内部缺陷越多，光伏电池的性能越差，譬如光电转换效率越低。因而，通常会对光伏电池的内部缺陷进行检测，目前常用的检测方法有电致发光检测技术和光致发光检测技术，通过最终的成像判断光伏电池的内部缺陷种类以及分布情况。
然而，电致发光检测技术一般用于检测已经制备完成的成品光伏电池，且需要将光伏电池电连接至电路中，因而检测结果受探针与光伏电池接触以及串联电阻的影响，且无法在光伏电池的制备过程中对半成品的光伏电池进行内部缺陷检测；光致发光检测技术一般只能在单一的光照强度下对光伏电池进行检测，在大规模的光伏电池生产中不易应用于多种光照强度，通用性不强。此外，电致发光检测技术和光致发光检测技术通过电致发光成像或者光致发光成像对光伏电池的性能进行检测和评估时，一般获取电致发光成像或者光致发光成像需要采用照相机，检测成本较高。
发明内容
本申请实施例提供一种测试光伏电池性能的方法及其装置，至少有利于在光伏电池的制备过程的任一阶段，基于光伏电池接受的光照强度和光伏电池自身的发光强度实现对光伏电池性能的测试。
根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种用于测试光伏电池性能的方法，包括：提供光伏电池；对所述光伏电池进行光照射；获取照射在所述光伏电池上的光的光照强度；所述光伏电池接受照射光而发出光，获取所述发出光的发光强度；基于所述光照强度和所述发光强度判断所述光伏电池性能。
在一些实施例中，基于所述光照强度和所述发光强度判断所述光伏电池性能的步骤包括：基于所述光照强度和所述发光强度获取局部理想因子；根据如下关系式获取所述局部理想因子：
Figure 912654DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 212048DEST_PATH_IMAGE002
为所述局部理想因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为生成速率，
Figure 782706DEST_PATH_IMAGE004
为所述发光强度。
在一些实施例中，所述生成速率与所述光照强度的关系式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 444632DEST_PATH_IMAGE006
为所述光照强度，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为基本电荷，
Figure 52331DEST_PATH_IMAGE008
为所述光伏电池的厚度，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为所述光伏电池整体的平均反射。
在一些实施例中，判断所述光伏电池性能的步骤还包括：根据获得的所述局部理想因子来判断所述光伏电池的性能，若所述局部理想因子等于1，表征所述光伏电池中不具有注入浓度相关复合缺陷；若所述局部理想因子大于1，表征所述光伏电池中具有所述注入浓度相关复合缺陷，且所述局部理想因子越大表征所述注入浓度相关复合缺陷对降低所述光伏电池性能的影响越大。
在一些实施例中，调节所述光照强度的大小，每一所述光照强度对应一所述发光强度，基于所述光照强度和所述发光强度判断所述光伏电池性能，以判断不同大小的所述光照强度对所述光伏电池性能的影响。
在一些实施例中，所述用于测试光伏电池性能的方法还包括，基于所述发光强度获取所述光伏电池的隐含开路电压，所述隐含开路电压与所述发光强度的关系式如下：
Figure 730699DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为所述隐含开路电压，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为玻尔兹曼常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为所述光伏电池所处环境的温度，
Figure 777153DEST_PATH_IMAGE007
为基本电荷，
Figure 90322DEST_PATH_IMAGE016
为所述发光强度，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
为校准常数。
在一些实施例中，所述光伏电池具有第一面，控制所述第一面的整个区域接受光照，且控制照射在所述第一面的整个区域上的入射光的所述光照强度的大小一致。
在一些实施例中，所述光伏电池具有相对的第一面和第二面，所述第一面接受所述光照射时，所述第二面的整个区域均会发出光；获取所述发出光的所述发光强度的步骤为：获取所述第二面的整个区域发出光的发光强度的平均值。
在一些实施例中，所述光伏电池为制备最终成品光伏电池的过程中的任一阶段的半成品光伏电池或者所述成品光伏电池。
根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面还提供一种用于测试光伏电池性能的装置，包括：照明模块；光照强度检测模块，位于所述照明装置发出的光的传播路径上；发光强度检测模块，位于所述光照强度检测模块远离所述照明模块的一侧，所述发光强度检测模块包括：腔室，所述腔室靠近所述照明模块的一侧具有开口，所述开口用于支撑所述光伏电池；发光强度检测器件，位于所述腔室的侧壁上。
在一些实施例中，所述腔室为由遮光材料构成的多面体腔室，所述多面体腔室具有所述开口。
在一些实施例中，所述发光强度检测器件为铟镓砷光电探测器或者硅光电探测器。
在一些实施例中，所述用于测试光伏电池性能的装置还包括：第一滤波器和/或第二滤波器，所述第一滤波器和/或所述第二滤波器位于所述发光强度检测器件远离所述腔室的侧壁的一侧；其中，所述第一滤波器允许波长小于等于第一预设值的光透过所述第一滤波器传播至所述发光强度检测器件上，所述第一预设值的范围为1220nm~1280nm；所述第二滤波器允许波长大于等于第二预设值的光透过所述第二滤波器传播至所述发光强度检测器件上，所述第二预设值的范围为930nm~990nm。
在一些实施例中，所述用于测试光伏电池性能的装置还包括：分析模块，基于所述光照强度检测模块获取的光照强度和所述发光强度检测模块获取的发光强度判断所述光伏电池性能。
在一些实施例中，所述照明模块包括多个阵列排布的照明灯，多个所述照明灯产生的光的波长相等，且每一所述照明灯与所述开口所在平面之间的垂直距离相等。
在一些实施例中，所述光伏电池具有相对的第一面和第二面，所述照明装置用于对所述第一面的整个区域进行照射，所述第二面与所述开口相接触，且所述开口在所述第二面上的正投影的面积与所述第二面的面积的比值为0.1~0.99。
本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
上述技术方案中，一方面，无需将光伏电池接入外部电路中进行测试，有利于避免光伏电池与外部电路接触和串联电阻对测试的影响，有利于提高测试结果的准确度；另一方面，基于光伏电池接受的光照强度和光伏电池自身的发光强度两者判断光伏电池的性能，无需利用红外成像技术，有利于降低测试成本；又一方面，由于在光伏电池制备过程的任一阶段，均可以获取光伏电池受到的光照强度和光伏电池自身的发光强度，则本申请实施例提供的测试光伏电池性能的方法可以应用于光伏电池的制备过程的任一阶段。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请一实施例提供的用于测试光伏电池性能的方法的一种流程图；
图2为本申请另一实施例提供的用于测试光伏电池性能的装置的一种结构示意图；
图3为本申请另一实施例提供的用于测试光伏电池性能的装置中腔室的一种立体结构示意图；
图4为本申请另一实施例提供的用于测试光伏电池性能的装置中腔室的另一种立体结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，目前在光伏电池的制备过程中，缺少不利用图像技术对半成品的光伏电池进行内部缺陷检测的方法。
经分析发现，电致发光检测技术利用晶体硅的电致发光原理，利用高分辨率的红外相机拍摄光伏电池的近红外图像，获取并判定组件的缺陷，常用于检测光伏电池的内部缺陷、隐裂、碎片、虚焊、断栅以及不同转换效率单片电池异常现象。光致发光检测技术采用红外技术对光伏电池的裂纹，孔洞，微结晶，杂质和其他硬质点等进行检测，又使用光致发光技术对杂质及缺陷分布进行检测，对造成少子寿命降低的原因进行系统的分析，可见，两种技术都需要利用红外成像技术，需要使用价格昂贵的红外相机，检测成本高。
此外，其一，电致发光检测技术需要给光伏电池提供外部电源，检测结果受探针与光伏电池接触以及串联电阻的影响，其二，光致发光检测技术不易改变光伏电池受到的光照强度的大小，因而电致发光检测技术和光致发光检测技术不易在大规模的光伏电池生产过程中应用。
本申请实施例提供一种用于测试光伏电池性能的方法及其装置，在测试方法中，一方面，无需将光伏电池接入外部电路中进行测试，有利于避免光伏电池与外部电路接触和串联电阻对测试的影响，有利于提高测试结果的准确度；另一方面，基于光伏电池接受的光照强度和光伏电池自身的发光强度两者判断光伏电池的性能，无需利用红外成像技术，有利于降低测试成本；又一方面，由于在光伏电池制备过程的任一阶段，均可以获取光伏电池受到的光照强度和光伏电池自身的发光强度，则本申请实施例提供的测试光伏电池性能的方法可以应用于光伏电池的制备过程的任一阶段。
下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请实施例而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请实施例所要求保护的技术方案。
本申请一实施例提供一种用于测试光伏电池性能的方法。图1为本申请一实施例提供的用于测试光伏电池性能的方法的一种流程图。
参考图1，提供光伏电池。
需要说明的是，本申请一实施例中所指的光伏电池为泛指，即光伏电池包括电池片、由电池片连接而成的电池串或者由电池串和封装结构共同制备而成的电池组件中的任一者。
其中，光伏电池可以为制备最终成品光伏电池的过程中的任一阶段的半成品光伏电池或者成品光伏电池。可以理解的是，此处描述的制备最终成品光伏电池的过程可以为制备电池片的过程、制备电池串的过程或者制备电池组件的过程中的任一者，因而本申请一实施例提供的用于测试光伏电池性能的方法适用于由电池片生产到电池组件生产的过程中的任一阶段。
在一些实施例中，光伏电池可以为钝化膜已经制备完成的光伏电池，也可以为电极已经制备完成的光伏电池。
继续参考图1，对光伏电池进行光照射。
需要说明的是，通常采用特定波长的光源作为激发光源，提供一定能量的光子，光伏电池中处于基态的电子在吸收这些光子后而进入激发态，处于激发态的电子属于亚稳态，在短时间内会回到基态，并发出特定波长范围内的光。其中，光伏电池因为接受光照自身产生的光的强度与光伏电池中非平衡少数载流子的浓度成正比，而光伏电池中的内部缺陷通常是少数载流子的强复合中心，因而光伏电池中某区域的少数载流子浓度变小会导致复合中心减少，从而导致该区域自身产生的光的强度低。因此，后续可通过获取光伏电池受到的光照强度和光伏电池自身的发光强度，并基于这两者实现对光伏电池性能的测试。
以下通过两个实施例对光伏电池接受光照射进行详细的说明。需要说明的是，本申请一实施例中对光伏电池进行光照射的方式包括但不限于以下两个实施例。
在一些实施例中，可以调节照射在光伏电池上的光的光照强度的大小。如此，一方面，有利于测试光伏电池处于不同光照强度的环境中的性能，从而分析不同光照强度对光伏电池性能的影响；另一方面，由于光伏电池在实际使用环境中所接受的光照强度会随着时间的推移而变化（例如清晨、正午或者傍晚），有利于模拟光伏电池在实际使用环境中性能的变化，因而有利于提高测试结果的准确度；又一方面，本申请一实施例提供的测试方法可以支持多种光照强度下的测试，因而在大规模的光伏电池生产中可以应用于多种光伏电池，有利于提高测试方法的通用性。
在一些实施例中，光伏电池具有第一面，控制第一面的整个区域接受光照，且控制照射在第一面的整个区域上的入射光的光照强度的大小一致。换言之，控制第一面的各个区域吸收相同数量的光子，即各个区域获取的能量一致，避免光伏电池因各个区域获取的光子的能量不同造成各个区域的发出的光的发光强度不同，从而有利于在测试过程中，保证影响光伏电池自身的发光强度的主要因素为光伏电池自身的性能，譬如光伏电池的内部缺陷，排除外界环境因素对光伏电池自身的发光强度的影响。需要说明的是，控制照射在第一面的整个区域上的入射光的光照强度的大小一致指的是：提供的入射光的标准光照强度，第一面的不同区域之间的入射光的光照强度的大小的差值与标准光照强度的比值为-10%~10%。在一个例子中，第一面的的不同区域之间的入射光的光照强度的大小的差值与标准光照强度的比值为-5%~5%。在一些实施例中，光伏电池的主要材料为硅，由于硅在接受光照射后自身发出的光的波长范围为950nm~1200nm，则可以控制照射在光伏电池上的光的波长小于等于950nm，有利于避免后续测量光伏电池的发光强度时，将照射在光伏电池上的光作为光伏电池自身发出的光，有利于提高获取的光伏电池的发光强度的准确性。
继续参考图1，获取照射在光伏电池上的光的光照强度。
需要说明的是，获取照射在光伏电池上的光的光照强度的方式包括但不限于光照强度测量仪或者光电二极管。
继续参考图1，光伏电池接受照射光而发出光，获取发出光的发光强度。
在一些实施例中，光伏电池接受照射光后，光伏电池中处于基态的电子吸收光子的能量会发出特定波长范围内的光，即产生光致发光现象。由于光伏电池因为接受光照自身产生的光的强度受光伏电池中的内部缺陷的影响，因而后续可以基于光伏电池自身的发光强度判断光伏电池的性能。
需要说明的是，获取光伏电池接受照射光而发出光的光照强度的方式包括但不限于铟镓砷光电探测器或者硅光电探测器。
在一些实施例中，调节光照强度的大小，每一光照强度对应一发光强度，基于光照强度和发光强度判断光伏电池性能，以判断不同大小的光照强度对光伏电池性能的影响。
由于光伏电池接受不同光照强度的照射光时，光伏电池内部缺陷对光伏电池的性能的影响不同。譬如，针对光伏电池中某一指定缺陷而言，光伏电池接受的照射光的光照强度相当于正午时分的太阳照射在光伏电池上的光照强度时，该指定缺陷对光伏电池性能的影响较小，例如，该指定缺陷会使得光伏电池的开路电压轻微降低；光伏电池接受的照射光的光照强度相当于正午时分的太阳照射在光伏电池上的光照强度的一半时，该指定缺陷对光伏电池性能的影响较大，例如，该指定缺陷会使得光伏电池的开路电压显著降低，同时影响填充因子以及电池效率。因而，调节光照强度的大小，并获取光伏电池处于每一光照强度下自身发出的光的发光强度，有利于分析不同光照强度对光伏电池性能的影响，而且，在大规模的光伏电池生产中可以应用于多种光伏电池，有利于提高测试方法的通用性。
在一些实施例中，光伏电池具有相对的第一面和第二面，第一面接受光照射时，第二面的整个区域均会发出光；获取发出光的发光强度的步骤为：获取第二面的整个区域发出光的发光强度的平均值。如此，可以对整个光伏电池的性能进行测试评估，避免对光伏电池的局部区域进行性能测试时，该局部区域性能良好，然而该局部区域以外的其他某个区域存在较多内部缺陷，影响光伏电池整体的性能，有利于实现对光伏电池性能的全面性测试。
其中，可以控制第一面的整个区域接受光照射，且控制照射在第一面的整个区域上的入射光的光照强度的大小一致，有利于进一步提高对光伏电池性能的全面性测试的准确性。
继续参考图1，基于光照强度和发光强度判断光伏电池性能。
在一些实施例中，基于光照强度和发光强度判断光伏电池性能包括如下步骤：
基于光照强度和发光强度获取局部理想因子，可以根据如下关系式获取局部理想因子：
Figure 868922DEST_PATH_IMAGE018
其中，
Figure 533122DEST_PATH_IMAGE002
为所述局部理想因子，
Figure 852108DEST_PATH_IMAGE003
为生成速率，
Figure 895150DEST_PATH_IMAGE004
为所述发光强度。
需要说明的是，局部理想因子表征光伏电池是否具有内部缺陷，若判定光伏电池具备内部缺陷，局部理想因子的数值越大表征内部缺陷对降低光伏电池性能的影响越大。在实际的应用中，可以逐渐调节照射在光伏电池上的光的光照强度的大小，譬如，将照射在光伏电池上的光的光照照度从低值逐渐调整到高值，以此获取
Figure 467821DEST_PATH_IMAGE019
。
其中，
Figure 229103DEST_PATH_IMAGE020
表示
Figure 351780DEST_PATH_IMAGE016
与
Figure 373963DEST_PATH_IMAGE003
曲线的局部斜率的倒数。
其中，生成速率光照强度的关系式如下：
Figure 291103DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 539682DEST_PATH_IMAGE006
为所述光照强度，
Figure 528366DEST_PATH_IMAGE007
为基本电荷，
Figure 342739DEST_PATH_IMAGE008
为所述光伏电池的厚度，
Figure 634043DEST_PATH_IMAGE009
为所述光伏电池整体的平均反射。
在一些实施例中，判断光伏电池性能的步骤还可以包括：根据获得的局部理想因子来判断光伏电池的性能，若局部理想因子等于1，表征光伏电池中不具有注入浓度相关复合缺陷；若局部理想因子大于1，表征光伏电池中具有注入浓度相关复合缺陷，且局部理想因子越大表征注入浓度相关复合缺陷对降低光伏电池性能的影响越大。如此，基于局部理想因子的大小，可以对光伏电池的性能进行分析，无需利用红外成像技术，有利于降低测试成本。
需要说明的是，光伏电池的内部缺陷包括依赖光照的复合缺陷以及其他缺陷，依赖光照的复合缺陷包括隐裂、断栅和划痕，其他缺陷包括边缘复合或者耗尽区复合。若局部理想因子小于1，光伏电池被本征复合影响，例如俄歇复合，然而，本征复合为硅片固有性质，与光伏电池制造工艺的相关性不大；若局部理想因子大于1，表征光伏电池中具有依赖光照的复合缺陷，表征制备光伏电池的工艺存在问题。此外，由于局部理想因子越大表征依赖光照的复合缺陷对降低光伏电池性能的影响越大，则基于光照强度和发光强度获取局部理想因子，可以分析不同的依赖光照的复合缺陷或者光伏电池接受的光照强度的不同对光伏电池性能的影响。
在一些实施例中，判断光伏电池性能的步骤还可以包括：基于发光强度获取光伏电池的隐含开路电压，隐含开路电压与发光强度的关系式如下：
Figure 494551DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 959031DEST_PATH_IMAGE011
为所述隐含开路电压，
Figure 565592DEST_PATH_IMAGE013
为玻尔兹曼常数，
Figure 90115DEST_PATH_IMAGE015
为所述光伏电池所处环境的温度，
Figure 673805DEST_PATH_IMAGE007
为基本电荷，
Figure 676396DEST_PATH_IMAGE016
为所述发光强度，
Figure 668623DEST_PATH_IMAGE017
为校准常数。
在一些实施例中，光伏电池所处环境的温度为25℃，即
Figure 426363DEST_PATH_IMAGE015
为25℃，
Figure 667989DEST_PATH_IMAGE021
在室温25℃下约等于0.026。
可以理解的是，被照射的光伏电池的开路电压直接对应于光伏电池内载流子的复合量。如果光伏电池被照亮，就会产生电流，若光伏电池没有与外部电路相连接，则电流不能离开光伏电池进入外部电路，载流子会在光伏电池内复合。其中，光伏电池的有效寿命越长，即载流子在光伏电池产生复合的时间越长，光伏电池的开路电压越高。本申请一实施例提供的测试方法无需采用电压表直接探测光伏电池产生的开路电压，可以通过获取光伏电池因受光照射自身发出的光的发光强度，间接获取光伏电池的隐含开路电压，如此，有利于避免光伏电池与外部电路接触和串联电阻对测试的影响，有利于提高测试的准确性。
此外，本申请一实施例提供的测试方法中，可以在基于光伏电池接受的光照强度和光伏电池自身的发光强度获取局部理想因子的基础上，基于光伏电池自身的发光强度获取光伏电池的隐含开路电压，如此，有利于更全面的测试光伏电池内部缺陷对光伏电池性能的影响。
综上所述，基于光伏电池接受的光照强度和光伏电池自身的发光强度两者判断光伏电池的性能，无需将光伏电池接入外部电路中进行测试，有利于避免光伏电池与外部电路接触和串联电阻对测试的影响，有利于提高测试结果的准确度，而且，无需利用红外成像技术，有利于降低测试成本。此外，由于在光伏电池制备过程的任一阶段，均可以获取光伏电池受到的光照强度和光伏电池自身的发光强度，则本申请一实施例提供的测试光伏电池性能的方法可以应用于光伏电池的制备过程的任一阶段。
应当理解的是，上面各种方法实施方式中的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内。
本申请另一实施例还提供一种用于测试光伏电池性能的装置，用于实现上述实施例提供的用于测试光伏电池性能的方法，以下将结合附图对本申请另一实施例提供的用于测试光伏电池性能的装置进行详细说明。
图2为用于测试光伏电池性能的装置的一种结构示意图；图3为用于测试光伏电池性能的装置中腔室的一种立体结构示意图；图4为用于测试光伏电池性能的装置中腔室的另一种立体结构示意图。需要说明的是，为了便于显示用于测试光伏电池性能的装置中各种模块的位置关系，图2中照明模块包含的照明腔体和发光强度检测模块包含的腔室均为透视状态，即能看清腔室内的情况，而且，照明模块包含的照明腔体的厚度和发光强度检测模块包含的腔室的厚度均以粗线表示。
参考图2，用于测试光伏电池性能的装置包括：照明模块100；光照强度检测模块101，位于照明模块100发出的光的传播路径上；发光强度检测模块102，位于光照强度检测模块101远离照明模块100的一侧，发光强度检测模块102包括：腔室112，腔室112靠近照明模块100的一侧具有开口122，开口122用于支撑光伏电池103；发光强度检测器件132，位于腔室112的侧壁上。
其中，照明模块100用于给光伏电池103提供光源，光照强度检测模块101用于测量光伏电池103受到的光照强度，发光强度检测模块102用于测量光伏电池103接受光照射自身产生的光的发光强度，后续可以基于获取的光伏电池103受到的光照强度和光伏电池103自身的发光强度对光伏电池103性能进行分析。
在一些实施例中，开口122被光伏电池103覆盖，有利于通过光伏电池103将照明模块100发出的光与光伏电池103朝向发光强度检测模块102一侧发出的光分隔开，避免发光强度检测模块102接收到照明模块100发出的光，将照明模块100发出的光作为光伏电池103自身发出的光，从而有利于保证发光强度检测模块102接收的光来自于光伏电池103自身发出的光，有利于提高发光强度检测模块102测量的准确性。
在一些实施例中，光伏电池103具有相对的第一面113和第二面123，照明模块100用于对第一面113的整个区域进行照射，第二面123与开口122相接触，且开口122在第二面123上的正投影的面积与第二面123的面积的比值为0.1~0.99。
其中，开口122在第二面123上的正投影的面积与第二面123的面积的比值为0.1~0.99，保证光伏电池103将开口122覆盖，以避免照明模块100发出的光通过开口122进入腔室112中被发光强度检测模块102检测到，有利于提高发光强度检测模块102测量的准确性。
在一些实施例中，照明模块100包括多个阵列排布的照明灯110，多个照明灯110产生的光的波长相等，且每一照明灯110与开口122所在平面之间的垂直距离相等。如此，有利于控制第一面113的各个区域吸收相同数量的光子，避免光伏电池103因各个区域获取的光子的能量不同造成各个区域的发出的光的发光强度不同，从而有利于在测试过程中，保证影响光伏电池自身的发光强度的主要因素为光伏电池自身的性能，譬如光伏电池的内部缺陷，排除外界环境因素对光伏电池103自身的发光强度的影响。
需要说明的是，图2中照明灯110下方的多个箭头，表示照明灯110所发出的光的传播方向。此外，在实际应用中，照明模块100在第一面113上的正投影面积可以大于第一面113的面积。
在一些实施例中，光伏电池103的主要材料为硅，由于硅在接受光照射后自身发出的光的波长范围为950nm~1200nm，则可以控制照明灯110产生的光的波长小于等于950nm，有利于进一步发光强度检测模块102测量光伏电池103的发光强度时，将照明灯110发出的光作为光伏电池103自身发出的光，有利于提高发光强度检测模块102测量的准确性。
在一些实施例中，照明模块100中照明灯110与光伏电池103第一面113之间的距离不小于1cm。如此，有利于照明灯110发出的光到达第一面113时的光照面积大于等于第一面的面积，以确保光伏电池103第一面113的整个区域接收光照。
其中，在一些实施例中，照明模块100在包括多个阵列排布的照明灯110的同时，还包括照明腔体120，用于容纳阵列排布的照明灯110，以及用于将照明灯110发出的光集中照射在光伏电池103上。
在一些实施例中，照明腔体120可以为箱型腔室，箱型腔室可以由五个由遮光材料构成的面板围成，且箱型腔室具有第二开口（图中未标示），第二开口用于容纳光伏电池103，以将光伏电池103罩入箱型腔室中；箱型腔室包括距离光伏电池103最远的顶面板，照明灯110位于顶面板靠近光伏电池103的一侧；光照强度检测模块101位于箱型腔室的侧壁。
在一些实施例中，光照强度检测模块101可以为光电二极管。
在一些实施例中，腔室112为由遮光材料构成的多面体腔室，多面体腔室具有开口122。
需要说明的是，光伏电池103接受光照射而自身发出的光的发射角度是随机的，若需要获取光伏电池103的第二面123整个区域产生的光的发光强度的平均值，则需要模拟光伏电池103发出的光的传播角度分布，以提高发光强度检测器件132测量的准确性。由于腔室112内的多个内壁的倾斜角度不同，可以随机化光伏电池103发出的光的传播方向的角度分布。在光伏电池发出的光经过腔室112的内壁的多次反射之后，能使腔室112内所有光的传播角度分布一致，即相当于从光伏电池103的任一角度发出的光，因而发光强度检测器件132接收各个方向反射而来的光所测量的发光强度相当于光伏电池103的第二面123发出的光的发光强度的平均值。
此外，腔室112为由遮光材料构成，有利于避免腔室112外的其他光对发光强度检测器件132的测量造成干扰，有利于提高发光强度检测器件132测量的准确性。
在一些实施例中，多面体腔室可以由多个三角形面板以及多个矩形面板边与边紧贴围成，以下通过两个实施例对多面体腔室进行详细说明，可以理解的是，本申请另一实施例中提供的多面体腔室包括但不限于以下两种形式。
在一个实施例中，参考图3，多面体腔室可以由17个边长相同的矩形面板和8个边长相同的正三角形面板围成，且正三角形面板的边长与矩形面板的边长相等，多面体腔室具有一个正方形的开口122，开口122由四个正方形面板围成。
在另一个实施例中，参考图4，多面体腔室可以由5个边长相同的矩形面板和32个边长相同的正三角形面板围成，且正三角形面板的边长与矩形面板的边长相等，多面体腔室具有一个正方形的开口122，开口122由四个正三角形面板围成。
在一些实施例中，发光强度检测器件132可以为铟镓砷光电探测器或者硅光电探测器。
在一些实施例中，光伏电池103的主要材料为硅，由于硅在接受光照射后自身发出的光的波长范围为950nm~1200nm，铟镓砷光电探测器对1000nm到1300 nm波长范围内光有更好的响应，因而铟镓砷光电探测器有利于提高获取光伏电池103发光强度的速度，且有利于降低铟镓砷光电探测器接收到非光伏电池103自身发出的光的概率。
在一些实施例中，用于测试光伏电池性能的装置还可以包括：第一滤波器142和/或第二滤波器152，第一滤波器142和/或第二滤波器152位于发光强度检测器件132远离腔室112的侧壁的一侧。
以下通过三个实施例对第一滤波器142和/或第二滤波器152进行详细的说明。
在一个实施例中，用于测试光伏电池性能的装置可以包括第一滤波器142和第二滤波器152，第一滤波器142位于发光强度检测器件132远离腔室112的侧壁的一侧，第二滤波器152位于第一滤波器142远离发光强度检测器件132的侧壁的一侧。
在另一个实施例中，用于测试光伏电池性能的装置可以仅包括第一滤波器142，第一滤波器142位于发光强度检测器件132远离腔室112的侧壁的一侧
在又一个实施例中，用于测试光伏电池性能的装置可以仅包括第二滤波器152，第二滤波器152位于发光强度检测器件132远离腔室112的侧壁的一侧
在上述三个实施例中，第一滤波器142允许波长小于等于第一预设值的光透过第一滤波器142传播至发光强度检测器件132上，第一预设值的范围为1220nm~1280nm；第二滤波器152允许波长大于等于第二预设值的光透过第二滤波器152传播至发光强度检测器件132上，第二预设值的范围为930nm~990nm。
因此，由于光伏电池103的主要材料为硅，硅在接受光照射后自身发出的光的波长范围为950nm~1200nm，在发光强度检测器件132上设置第一滤波器142，有利于避免发光强度检测器件132接收到比光伏电池103发出的光的波长更长的光；在发光强度检测器件132上设置第二滤波器152，有利于避免发光强度检测器件132接收到比光伏电池103发出的光的波长更短的光；在发光强度检测器件132上设置第一滤波器142和第二滤波器152，有利于使得发光强度检测器件132能够接收到的光的波长范围与光伏电池103发出的光的波长范围一致。因而上述三个实施例均有利于避免发光强度检测器件132接收到非光伏电池103自身发出的光，从而有利于提高发光强度检测器件132测量的准确性。
此外，用于测试光伏电池性能的装置还可以包括：分析模块（图中未示出），基于光照强度检测模块101获取的光照强度和发光强度检测模块102获取的发光强度判断光伏电池性能。需要说明的是，基于光照强度和发光强度判断光伏电池性能的方法与前述实施例相同，在此不作赘述。
综上所述，本申请另一实施例提供的测试光伏电池性能的装置无需将光伏电池103接入外部电路中进行测试，有利于避免光伏电池103与外部电路接触和串联电阻对测试的影响，有利于提高测试结果的准确度，而且，无需利用红外成像技术，有利于降低测试成本，并且，由于在光伏电池103制备过程的任一阶段，均可以通过发光强度检测模块102获取光伏电池103受到的光照强度，以及通过发光强度检测模块102获取光伏电池103自身的发光强度，则本申请另一实施例提供的测试光伏电池103性能的装置可以应用于光伏电池103的制备过程的任一阶段。此外，腔室112的开口122被光伏电池103覆盖，有利于通过光伏电池103将照明模块100发出的光与光伏电池103朝向发光强度检测模块102一侧发出的光分隔开，避免发光强度检测模块102接收到照明模块100发出的光，从而有利于保证发光强度检测模块102接收的光来自于光伏电池103自身发出的光，有利于提高发光强度检测模块102测量的准确性。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请实施例的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请实施例的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请实施例的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本申请实施例的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种用于测试光伏电池性能的方法，其特征在于，包括：
提供光伏电池；
对所述光伏电池进行光照射，其中，所述光伏电池具有第一面，控制所述第一面的整个区域接受光照，且控制照射在所述第一面的整个区域上的入射光的光照强度的大小一致；
获取照射在所述光伏电池上的所述入射光的所述光照强度；
所述光伏电池接受照射光而发出光，获取所述发出光的发光强度；
基于所述光照强度和所述发光强度判断所述光伏电池性能；
其中，基于所述光照强度和所述发光强度判断所述光伏电池性能的步骤包括：
基于所述光照强度和所述发光强度获取局部理想因子；
根据如下关系式获取所述局部理想因子：
Figure 154889DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 230292DEST_PATH_IMAGE002
为所述局部理想因子，
Figure 489235DEST_PATH_IMAGE003
为生成速率，
Figure 774723DEST_PATH_IMAGE004
为所述发光强度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成速率与所述光照强度的关系式如下：
Figure 918259DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 707224DEST_PATH_IMAGE006
为所述光照强度，
Figure 543593DEST_PATH_IMAGE007
为基本电荷，
Figure 316377DEST_PATH_IMAGE008
为所述光伏电池的厚度，
Figure 857080DEST_PATH_IMAGE009
为所述光伏电池整体的平均反射。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，判断所述光伏电池性能的步骤还包括：
根据获得的所述局部理想因子来判断所述光伏电池的性能，若所述局部理想因子等于1，表征所述光伏电池中不具有注入浓度相关复合缺陷；若所述局部理想因子大于1，表征所述光伏电池中具有所述注入浓度相关复合缺陷，且所述局部理想因子越大表征所述注入浓度相关复合缺陷对降低所述光伏电池性能的影响越大。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调节所述光照强度的大小，每一所述光照强度对应一所述发光强度，基于所述光照强度和所述发光强度判断所述光伏电池性能，以判断不同大小的所述光照强度对所述光伏电池性能的影响。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，基于所述发光强度获取所述光伏电池的隐含开路电压，所述隐含开路电压与所述发光强度的关系式如下：
Figure 907075DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 773400DEST_PATH_IMAGE011
为所述隐含开路电压，
Figure 643267DEST_PATH_IMAGE013
为玻尔兹曼常数，
Figure 253240DEST_PATH_IMAGE015
为所述光伏电池所处环境的温度，
Figure 157742DEST_PATH_IMAGE007
为基本电荷，
Figure 460547DEST_PATH_IMAGE016
为所述发光强度，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为校准常数。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光伏电池具有相对的第一面和第二面，所述第一面接受所述光照射时，所述第二面的整个区域均会发出光；获取所述发出光的所述发光强度的步骤为：获取所述第二面的整个区域发出光的发光强度的平均值。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光伏电池为制备最终成品光伏电池的过程中的任一阶段的半成品光伏电池或者所述成品光伏电池。
8.一种用于测试光伏电池性能的装置，其特征在于，包括：
照明模块；
光照强度检测模块，位于所述照明模块发出的光的传播路径上；
发光强度检测模块，位于所述光照强度检测模块远离所述照明模块的一侧，所述发光强度检测模块包括：
腔室，所述腔室靠近所述照明模块的一侧具有开口，所述开口用于支撑所述光伏电池，其中，所述腔室为由遮光材料构成的多面体腔室，所述光伏电池完全覆盖所述开口；
发光强度检测器件，位于所述腔室的侧壁上。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述发光强度检测器件为铟镓砷光电探测器或者硅光电探测器。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：第一滤波器和/或第二滤波器，所述第一滤波器和/或所述第二滤波器位于所述发光强度检测器件远离所述腔室的侧壁的一侧；
其中，所述第一滤波器允许波长小于等于第一预设值的光透过所述第一滤波器传播至所述发光强度检测器件上，所述第一预设值的范围为1220nm~1280nm；所述第二滤波器允许波长大于等于第二预设值的光透过所述第二滤波器传播至所述发光强度检测器件上，所述第二预设值的范围为930nm~990nm。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：分析模块，基于所述光照强度检测模块获取的光照强度和所述发光强度检测模块获取的发光强度判断所述光伏电池性能。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述照明模块包括多个阵列排布的照明灯，多个所述照明灯产生的光的波长相等，且每一所述照明灯与所述开口所在平面之间的垂直距离相等。
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述光伏电池具有相对的第一面和第二面，所述照明模块用于对所述第一面的整个区域进行照射，所述第二面与所述开口相接触，且所述开口在所述第二面上的正投影的面积与所述第二面的面积的比值为0.1~0.99。
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