CN117316802B - 电池组件预处理设备及电池组件预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏电池测试技术领域，公开了电池组件预处理设备及电池组件预处理方法，其中该电池组件预处理设备，包括：第一腔室、第二腔室、透明放置平台、偏压组件和光源组件。第一腔室内设加热装置和散热装置；第二腔室位于第一腔室的下部，且与第一腔室密封分隔；透明放置平台位于第一腔室和第二腔室之间，适于放置多个电池组件；偏压组件设于第一腔室顶壁，适于同时偏压多个电池组件；光源组件设于第二腔室底部，形成覆盖透明放置平台的发光面，适于同时辐照多个电池组件。本发明的电池组件预处理设备采用偏压和辐照组合的形式同时对多个电池组件进行预处理，提高了电池组件预处理速度，能够满足批量生产需求，并降低了测试成本。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电池测试技术领域，具体涉及电池组件预处理设备及电池组件预处理方法。
背景技术
光伏电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。光伏电池在制作完成后需要对光伏电池的发电性能进行测试。
为了有效测试光伏电池的发电性能，需要在光伏电池测试前激活光伏电池，即对光伏电池的电池组件进行预处理，使其能够显示实际工作状态的发电功率。
现有的电池组件预处理设备通常采用单个测试探针逐个对光伏电池的电池组件进行电注入预处理。这种结构的缺陷在于：测试速度较慢，无法满足批量生产的需求，并且测试成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电池组件预处理设备及电池组件预处理方法，以解决现有的预处理设备测试速度较慢，无法满足批量生产的需求，并且测试成本较高的问题。
第一方面，本发明提供了一种电池组件预处理设备，包括：
第一腔室，内设加热装置和散热装置；
第二腔室，位于第一腔室的下部，且与第一腔室密封分隔；
透明放置平台，位于第一腔室和第二腔室之间，适于放置多个电池组件；
偏压组件，设于第一腔室顶壁，适于同时偏压多个电池组件；
光源组件，设于第二腔室底部，形成覆盖透明放置平台的发光面，适于同时辐照多个电池组件。
有益效果：本发明先通过加热装置将第一腔室内的温度加热至偏压组件工作环境所需的预设温度，之后通过偏压组件同时对多个电池组件进行偏压处理。偏压完成后，关闭加热装置，同时打开散热装置和光源组件，通过光源组件按照设定时长对多个电池组件同时进行辐照处理，散热装置对多个电池组件同时进行散热处理，以满足辐照处理的工作温度。对多个电池组件的预处理采用偏压和辐照组合的方式实现，提高了电池组件预处理速度，能够满足批量生产需求，并降低了测试成本。此外，相对于传统的采用电注入预处理的方式，本发明对电池组件的激活效果更好，并且还提升了电池组件的发电性能。
在一种可选的实施方式中，偏压组件包括电源和多个伸缩探针，多个伸缩探针分别与电源电连接，电源基于第一腔室达到预设温度时，给多个伸缩探针同时供电；每个伸缩探针适于基于第一腔室达到预设温度时，按照设定参数对一个电池组件进行偏压处理。
有益效果：通过一个电源可以给多个伸缩探针同时供电，以降低使用成本。通过伸缩探针向下伸缩并下压电池组件，之后给电池组件施加电压电流实现偏压处理。
在一种可选的实施方式中，每个伸缩探针包括升降机构和一对探针压条，一对探针压条与升降机构连接，且设于第一腔室的顶壁。
有益效果：通过一对探针压条分别给电池组件的正极触点和负极触点施加电压电流进行偏压处理，通过升降机构可带动一对探针压条升起或下降。
在一种可选的实施方式中，每个探针压条设有多个测试针，多个测试针沿第一腔室的长度方向成排分布。
有益效果：多个测试针沿第一腔室的长度方向成排分布，只要其中一个测试针与电池组件的触点接触，即可实现对电池组件的偏压处理，可以提高测试针与电池组件的触点接触的容错率，且简化了探针压条与电池组件的定位过程，方便使用。
在一种可选的实施方式中，第一腔室包括进口、出口、腔室本体和运输带，腔室本体沿其长度方向形成贯穿空腔；进口和出口分别位于腔室本体长度方向的两侧，进口适于与具有加热功能的上位机连通；运输带沿腔室本体的长度方向移动，且位于透明放置平台的外缘，适于运输多个电池组件。
有益效果：本发明可以通过运输带自动将电池组件从进口运输至透明放置平台，运输带位于透明放置平台的外缘，可以避免运输带影响电池组件的辐照处理，并能够从出口将电池组件运输至腔室本体外。具有加热功能的上位机在处理电池组件时会对其加热，进口与其连通，可以利用电池组件在上位机的余热，以减少能耗。
在一种可选的实施方式中，散热装置包括一对散热风机和散热风道，一对散热风机分别位于第一腔室长度方向的两端，散热风道的两端分别与一对散热风机连通，散热风道设于第一腔室的上部，且开设多个通风孔。
有益效果：采用一对散热风机从第一腔室的两侧向中间吹风，使第一腔室中间区域的出风口流量更大，以提高第一腔室较热的中间区域的散热效果，保证不同位置的电池组件在第一腔室内散热均匀。
在一种可选的实施方式中，散热风道至少设置两个，分别位于第一腔室长度方向的两侧面。
有益效果：散热风道至少设置两个，分别位于第一腔室长度方向的两侧面，可以同时对多个电池组件的两个方位进行散热，进一步提高散热效果。
在一种可选的实施方式中，第一腔室内还设有温度检测器，温度检测器用于检测第一腔室内的温度。
有益效果：通过温度检测器可实时检测第一腔室内的温度，并在第一腔室达到预设温度时，反馈偏压组件对多个电池组件进行偏压处理，同时控制加热装置进行保温处理，利于温度控制。
在一种可选的实施方式中，第二腔室的底部设有升降平台，光源组件设于升降平台的上表面。
有益效果：升降平台可以带动光源组件上下移动，以便调节电池组件受到的辐照强度。
第二方面，本发明还提供了一种电池组件预处理方法，应用于上述的电池组件预处理设备，包括以下步骤：
预先将多个电池组件同时放置在透明放置平台的上表面，且多个电池组件的受光面朝下；
开启加热装置将第一腔室加热至预设温度；
响应于第一腔室内达到预设温度，开启偏压组件对多个电池组件进行偏压处理；
偏压处理完成后，关闭加热装置，且同步开启散热装置和光源组件，光源组件按照设定时间对多个电池组件同时进行辐照处理。
有益效果：本发明先通过加热装置将第一腔室内的温度加热至偏压组件工作环境所需的预设温度，之后通过偏压组件同时对多个电池组件进行偏压处理。偏压完成后，关闭加热装置，同时打开散热装置和光源组件，通过光源组件按照设定时长对多个电池组件同时进行辐照处理，散热装置对多个电池组件同时进行散热处理，以满足辐照处理的工作温度。对多个电池组件的预处理采用偏压和辐照组合的方式实现，提高了电池组件预处理速度，能够满足批量生产需求，并降低了测试成本。此外，相对于传统的采用电注入预处理的方式，本发明对电池组件的激活效果更好，并且还提升了电池组件的发电性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种电池组件预处理设备的结构示意图；
图2为本发明实施例的一种电池组件预处理设备的散热装置的结构示意图。
附图标记说明：
1、第一腔室；101、进口；102、出口；103、腔室本体；2、散热装置；201、散热风机；202、散热风道；203、通风孔；204、开关；3、第二腔室；4、透明放置平台；5、偏压组件；6、光源组件；7、电池组件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有的电池组件预处理设备，采用单个测试探针逐个对光伏电池的电池组件进行电注入预处理，测试速度较慢，无法满足批量生产的需求，并且测试成本较高的问题。本发明的实施例提出采用偏压和辐照组合的形式同时对多个电池组件进行预处理，提高了电池组件预处理速度，能够满足批量生产需求，并降低了测试成本。
下面结合图1至图2，描述本发明的实施例。
根据本发明的实施例，一方面，提供了一种电池组件预处理设备，主要包括：第一腔室1、第二腔室3、透明放置平台4、偏压组件5和光源组件6。第一腔室1内设加热装置和散热装置2。第二腔室3位于第一腔室1的下部，且与第一腔室1密封分隔。透明放置平台4位于第一腔室1和第二腔室3之间，由耐高温透明材料制成，适于放置多个电池组件7。偏压组件5设于第一腔室1顶壁，适于同时偏压多个电池组件7。光源组件6设于第二腔室3底部，形成覆盖透明放置平台4的发光面，适于同时辐照多个电池组件7。
本发明的实施例，先通过加热装置将第一腔室1内的温度加热至偏压组件5工作环境所需的预设温度，之后通过偏压组件5同时对多个电池组件7进行偏压处理。偏压完成后，关闭加热装置，同时打开散热装置2和光源组件6，通过光源组件6按照设定时长对多个电池组件7同时进行辐照处理，散热装置2对多个电池组件7同时进行散热处理，以满足辐照处理的工作温度。对多个电池组件7的预处理采用偏压和辐照组合的方式实现，提高了电池组件7预处理速度，能够满足批量生产需求，并降低了测试成本。
具体地，通过偏压组件5对电池组件7施加正向偏压，电池组件7的部分禁锢缺陷被填充，缺陷态减少，增加了势垒高度（Vbi），从而增加开路电压（Voc）和填充因子（FF），即提高了电池组件7的发电性能。通过光源组件6进行辐照处理会填充电池组件7中长寿命缺陷态，或实现键的物理断裂以及缺陷重排，从而增加开路电压（Voc）和填充因子（FF），提高电池组件7的发电性能。因此，相对于传统的采用电注入预处理的方式，本发明的实施例对电池组件7的激活效果更好，预处理速度更快，并且还提升了电池组件7的发电性能。电池组件7可以根据需要选择现有的任意型号，例如碲化镉薄膜组件。
相对于仅采用偏压组件5对电池组件7施加正向偏压，或者仅采用光源组件6对电池组件7进行辐射的方式。本发明实施例采用偏压和辐照组合的方式显著降低了电池组件7的预处理时间，提高了预处理的工作效率，能够满足大批量生产需求。例如，将电池组件7的转化效率从14%提高至17%，转化效率提高约21%。单独采用偏压组件5对电池组件7施加正向偏压或单独采用光源组件6对电池组件7进行辐射，需要的预处理时间为60分钟以上。采用本发明实施例的偏压和辐照组合的方式，预处理时间仅需5-10分钟。
具体地，如图1所示，第一腔室1与第二腔室3密封分隔，其中第一腔室1的密封性还可以提供保温功能，以降低加热装置的能耗，降低使用成本。偏压组件5的工作环境所需的预设温度可以根据实际需要选择性设置。由于光源组件6的辐照光线需要穿过透明放置平台4再对电池组件7进行辐照处理，而且偏压组件5需要在较高温度下运行，所以透明放置平台4需要由耐高温透明材料制成，例如，透明放置平台4可以选择钢化玻璃。
具体地，偏压组件5对电池组件7施加正向偏压需要在较高的温度才能实现，因此需要在第一腔室1内设置加热装置，以满足偏压组件5的工作环境需求。需要说明的是，本发明的实施例不对加热装置作限制，只要加热装置能够满足偏压组件5的工作环境需求温度即可。例如，加热装置可以采用红外加热装置。此外，由于偏压处理需要维持一定的工作时间，因此加热装置将第一腔室1内的温度加热至偏压组件5工作环境所需的预设温度后，需要具有保温功能，以维持第一腔室1内的温度能够持续满足偏压组件5工作环境所需的温度。
在一个实施例中，偏压组件5包括电源和多个伸缩探针，多个伸缩探针分别与电源电连接，电源基于第一腔室1达到预设温度时，给多个伸缩探针同时供电。通过一个电源可以给多个伸缩探针同时供电，以降低使用成本。每个伸缩探针适于基于第一腔室1达到预设温度时，并按照设定参数对一个电池组件7进行偏压处理。设定参数可根据电池组件7的需要选择性设置。通过伸缩探针向下伸缩并下压电池组件7，之后给电池组件7施加电压电流实现偏压处理。
进一步地，每个伸缩探针包括升降机构和一对探针压条，一对探针压条与升降机构连接，且设于第一腔室1的顶壁。通过一对探针压条分别给电池组件7的正极触点和负极触点施加电压电流进行偏压处理，由电源供电。通过升降机构可带动探针压条升起或下降，从而实现下压电池组件7。
需要说明的是，本发明的实施例不对升降机构进行限制，只要升降机构能够带动探针压条升起或下降即可。例如，升降机构可以选择气动伸缩装置。此外，也不对探针压条进行限制，可以根据需要选择现有的任意结构。
在一个实施例中，每个探针压条设有多个测试针，多个测试针沿第一腔室1的长度方向成排分布。只要其中一个测试针与电池组件7的触点接触，即可实现对电池组件7的偏压处理，可以提高测试针与电池组件7的触点接触的容错率，且简化了探针压条与电池组件7的定位过程，方便使用。
在一个实施例中，第一腔室1包括进口101、出口102、腔室本体103和运输带，腔室本体103沿其长度方向形成贯穿空腔。进口101和出口102分别位于腔室本体103长度方向的两侧，进口101适于与具有加热功能的上位机连通。具有加热功能的上位机，例如层压机。运输带沿腔室本体103的长度方向移动，且位于透明放置平台4的外缘，适于运输多个电池组件7。
具体地，由于电池组件7一般为矩形块状，且成排放置在透明放置平台4上，因此本发明实施例提供的第一腔室1和第二腔室3可以选择矩形空腔。
本发明的实施例可以通过运输带自动将电池组件7从进口101运输至透明放置平台4。运输带位于透明放置平台4的外缘，不会阻碍辐照光线，可以避免运输带影响电池组件7的辐照处理。在光源组件6对电池组件7辐照处理后，运输带将电池组件7通过出口102运输至腔室本体103外。具有加热功能的上位机在处理电池组件7时会对其加热，进口101与其连通，可以利用电池组件7在上位机的余热，以减少能耗。
在一个实施例中，如图2所示，散热装置2包括一对散热风机201和散热风道202，一对散热风机201分别位于第一腔室1长度方向的两端，散热风道202的两端分别与一对散热风机201连通，散热风道202设于第一腔室1的上部，且开设多个通风孔203。
由于腔室本体103长度方向的两侧设有进口101和出口102，因此第一腔室1在进口101和出口102处散热速度较快，即，腔室本体103的两端散热速度快，中间区域散热速度较慢。所以本发明的实施例采用一对散热风机201从第一腔室1的两侧向中间吹风，气流从多个通风孔203均匀分布在多个电池组件7的两侧，使第一腔室1中间区域的出风口流量更大，以提高第一腔室1较热的中间区域的散热效果，保证不同位置的电池组件7在第一腔室1内散热均匀。
具体地，散热风机201为可调风量的功率风机，以便控制散热性能。散热装置2还包括开关204，开关204位于第一腔室1外侧，且与散热风机201电连接，用于控制散热风机201的启动和关闭。
进一步地，散热风道202至少设置两个，分别位于第一腔室1长度方向的两侧面。可以同时对多个电池组件7的两个方位进行散热，进一步提高散热效果。
在一个实施例中，第一腔室1内还设有温度检测器，温度检测器用于检测第一腔室1内的温度。通过温度检测器可实时检测第一腔室1内的温度，并在第一腔室1达到预设温度时，反馈偏压组件5对多个电池组件7进行偏压处理，同时控制加热装置切换为保温状态，进行保温处理，利于温度控制。
在一个实施例中，第二腔室3的底部设有升降平台，光源组件6设于升降平台的上表面。升降平台可以带动光源组件6上下移动，以便调节电池组件7受到的辐照强度。
由于光源组件6在发光的同时会散热，因此第二腔室3需要设置单独的散热器对光源组件6进行散热，具体设置根据实际需要设置即可，对此，本发明的实施例不作限制。
为实现电池组件预处理设备的基本功能，本实施例中的电池组件预处理设备还可以包括其他必需的模块或部件，例如控制器、导线等。需要说明的是，电池组件预处理设备所包括的其他必需的模块或部件，可以选用任意合适的现有构造。为清楚简要地说明本实施例所提供的技术方案，在此将不再对上述部分进行赘述，说明书附图也进行了相应简化。但应该理解，本发明的实施例在范围上并不因此而受到限制。
根据本发明的实施例，另一方面，还提供了一种电池组件预处理方法，应用于上述的电池组件预处理设备，包括以下步骤：
S100：预先将多个电池组件7同时放置在透明放置平台4的上表面，且多个电池组件7的受光面朝下。
S200：开启加热装置将第一腔室1加热至预设温度。
S300：响应于第一腔室1内达到预设温度，开启偏压组件5对多个电池组件7进行偏压处理。可通过温度检测器检测第一腔室1内的温度，并在第一腔室1达到预设温度时，反馈偏压组件5对多个电池组件7进行偏压处理。
S400：偏压处理完成后，关闭加热装置，且同步开启散热装置2和光源组件6，光源组件6按照设定时间对多个电池组件7同时进行辐照处理。
本发明的实施例，先通过加热装置将第一腔室1内的温度加热至偏压组件5工作环境所需的预设温度，之后通过偏压组件5同时对多个电池组件7进行偏压处理。偏压完成后，关闭加热装置，同时打开散热装置2和光源组件6，通过光源组件6按照设定时长对多个电池组件7同时进行辐照处理，散热装置2对多个电池组件7同时进行散热处理，以满足辐照处理的工作温度。对多个电池组件7的预处理采用偏压和辐照组合的方式实现，提高了电池组件7预处理速度，能够满足批量生产需求，并降低了测试成本。
此外，相对于传统的采用电注入预处理的方式，本发明的实施例对电池组件7的激活效果更好，并且还提升了电池组件7的发电性能。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种电池组件预处理设备，其特征在于，包括：
第一腔室（1），内设加热装置和散热装置（2）；
第二腔室（3），位于所述第一腔室（1）的下部，且与所述第一腔室（1）密封分隔；
透明放置平台（4），位于所述第一腔室（1）和所述第二腔室（3）之间，适于放置多个电池组件（7）；
偏压组件（5），设于所述第一腔室（1）顶壁，所述加热装置将所述第一腔室（1）内的温度加热至预设温度后，所述偏压组件（5）适于同时偏压多个电池组件（7）；
光源组件（6），设于所述第二腔室（3）底部，形成覆盖所述透明放置平台（4）的发光面，偏压完成后，关闭所述加热装置，同时打开所述散热装置（2）和所述光源组件（6），所述光源组件适于按照设定时长同时辐照多个电池组件（7）。
2.根据权利要求1所述的电池组件预处理设备，其特征在于，所述偏压组件（5）包括电源和多个伸缩探针，多个所述伸缩探针分别与所述电源电连接，所述电源基于所述第一腔室（1）达到预设温度时，给多个所述伸缩探针同时供电；每个所述伸缩探针适于基于所述第一腔室（1）达到预设温度时，按照设定参数对一个电池组件（7）进行偏压处理。
3.根据权利要求2所述的电池组件预处理设备，其特征在于，每个所述伸缩探针包括升降机构和一对探针压条，一对所述探针压条与所述升降机构连接，且设于所述第一腔室（1）的顶壁。
4.根据权利要求3所述的电池组件预处理设备，其特征在于，每个所述探针压条设有多个测试针，多个所述测试针沿所述第一腔室（1）的长度方向成排分布。
5.根据权利要求1所述的电池组件预处理设备，其特征在于，所述第一腔室（1）包括进口（101）、出口（102）、腔室本体（103）和运输带，所述腔室本体（103）沿其长度方向形成贯穿空腔；所述进口（101）和所述出口（102）分别位于所述腔室本体（103）长度方向的两侧，所述进口（101）适于与具有加热功能的上位机连通；所述运输带沿所述腔室本体（103）的长度方向移动，且位于所述透明放置平台（4）的外缘，适于运输多个电池组件（7）。
6.根据权利要求1所述的电池组件预处理设备，其特征在于，所述散热装置（2）包括一对散热风机（201）和散热风道（202），一对所述散热风机（201）分别位于所述第一腔室（1）长度方向的两端，所述散热风道（202）的两端分别与一对所述散热风机（201）连通，所述散热风道（202）设于所述第一腔室（1）的上部，且开设多个通风孔（203）。
7.根据权利要求6所述的电池组件预处理设备，其特征在于，所述散热风道（202）至少设置两个，分别位于所述第一腔室（1）长度方向的两侧面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池组件预处理设备，其特征在于，所述第一腔室（1）内还设有温度检测器，所述温度检测器用于检测所述第一腔室（1）内的温度。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的电池组件预处理设备，其特征在于，所述第二腔室（3）的底部设有升降平台，所述光源组件（6）设于所述升降平台的上表面。
10.一种电池组件预处理方法，其特征在于，应用于权利要求1至9中任一项所述的电池组件预处理设备，包括以下步骤：
预先将多个电池组件（7）同时放置在透明放置平台（4）的上表面，且多个所述电池组件（7）的受光面朝下；
开启加热装置将第一腔室（1）加热至预设温度；
响应于所述第一腔室（1）内达到所述预设温度，开启偏压组件（5）对多个所述电池组件（7）进行偏压处理；
所述偏压处理完成后，关闭所述加热装置，且同步开启散热装置（2）和光源组件（6），所述光源组件（6）按照设定时间对多个电池组件（7）同时进行辐照处理。
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