CN210578420U - 一种背接触太阳能电池量子效率测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了背接触太阳能电池量子效率测试装置，包括测试台、测试件、承载板和控温模块，测试台的表面具有氧化铝绝缘层，且贯穿测试台的表面开设若干测试孔和真空吸附孔；测试件贯穿测试孔且能够与电池的正电极、负电极电接触；承载板可升降地设置在测试台的下方，用于承载测试件；控温模块设置在测试台和承载板之间，且避开测试孔和真空吸附孔所在的位置。本实用新型能够确保测试件与电池的正电极、负电极充分接触，测试台和承载板之间设置控温模块，能够避免因偏置光对电池加热升温而造成的测试结果不准确的问题。测试台表面具有氧化铝绝缘层，能够有效地防止测试台的表面反射光对电池电流测试产生增益，进一步地确保测试结果的准确性。

Description

一种背接触太阳能电池量子效率测试装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池测试技术领域，特别是涉及一种背接触太阳能电池量子效率测试装置。

背景技术

太阳能电池是利用光伏效应，将光能转化为电能的器件。太阳能电池从结构上看，有正面和背面均有电极的传统电池，也有正面无电极而仅背面有电极的背接触电池，如IBC（Interdigitated back contact，交叉背接触）电池、EWT（emitter-wrap-through，发射极环绕穿通）电池和MWT（Metal Wrap Through，金属穿孔卷绕）电池等。

用于测量传统电池量子效率的装置不适用于背接触电池的测量。虽然现有技术中也有用于背接触电池量子效率测试的装置，但是测试效果并不精确。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种测试效果精确的背接触太阳能电池量子效率测试装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种背接触太阳能电池量子效率测试装置，包括：

测试台，测试台的表面具有氧化铝绝缘层，且测试台的表面开设贯穿测试台的若干测试孔、以及若干真空吸附孔；

测试件，测试件穿过测试孔且能够与背接触电池的正电极、负电极电接触；

承载板，承载板可升降地设置在测试台的下方，用于承载测试件；

以及控温模块，控温模块设置在测试台和承载板之间，且避开测试孔和真空吸附孔所在的位置。

采用了上述技术方案，由于用于承载测试件的承载板可以向靠近或远离测试台的背面移动，测试时，承载板带着测试件向测试台的背面靠近，使测试件穿过测试孔后与背接触电池的正电极、负电极充分电接触，以克服现有背接触电池量子效率测试装置存在的接触不良或接触不充分的问题。另外，在测试台的背面和承载板之间夹持有控温模块，能够根据测试所需温度设定温度阈值，当检测到背接触电池的温度超过阈值时，进行降温冷却，以控制背接触电池温度，最终解决因偏置光对背接触电池加热升温而造成的测试不准确等问题。再者，测试台的表面具有氧化铝绝缘层，氧化铝绝缘层在长波段（波长大于900纳米）具有低反射率（反射率小于5%），因此，能够有效地防止测试台的表面反射光对背接触电池电流测试产生增益，进一步地，确保测试结果的准确性。综合以上，本技术方案相对于现有技术具有较为精确的测试效果。

优选地，若干测试孔呈行分布，若干真空吸附孔呈列分布；测试孔的行将真空吸附孔间隔开分布；控温模块包括若干子模块，子模块设置在两相邻列真空吸附孔之间的测试台的下方。

采用了上述技术方案，两相邻行的测试孔、间隔分布在其间的真空吸附孔以及分布在真空吸附孔之间的子模块构成的测试区间，能够测试半片背接触电池，而分布在测试台上的所有测试孔、真空吸附孔和子模块构成的测试区间，能够测试整片背接触电池，即本技术方案既能够适用于半片背接触电池的测试，又能够适用于整片背接触电池的测试，具有较好的适用性。

优选地，氧化铝绝缘层的厚度为50-500微米。

优选地，每一测试件均通过固定套紧固连接于承载板；承载板由气压缸或液压缸驱动而升降。

优选地，测试件为探针或铜柱。

优选地，测试件的顶端具有镀金层或镀银层。

采用了上述技术方案，测试件的顶端具有镀金层或镀银层，具有弹性物理特性，当测试件与背接触电池的正电极、负电极电接触后，背接触电池被压紧在测试件的一端，此时，测试件被压缩以使镀金层或镀银层与背接触电池的正电极、负电极充分电接触，以进一步优化测试效果。

优选地，测试孔为圆形通孔，且测试孔的直径是探针或铜柱直径的2-3倍。

采用了上述技术方案，测试孔与探针或铜柱横截面形状基本一致，具有较好的适配性。而且测试孔的直径是探针或铜柱直径的2-3倍，能够避免探针或铜柱与测试孔孔壁接触，即能够避免探针或铜柱与测试台导电接触。

优选地，控温模块为半导体控温模块或水循环控温模块。

优选地，承载板为陶瓷承载板。

优选地，初始状态下，测试件的顶端比测试台的表面高1-5毫米。

综上所述，本实用新型提供的背接触太阳能电池量子效率测试装置，能够确保测试件与背接触电池的正电极、负电极充分接触，测试台和承载板之间设置控温模块，能够避免因偏置光对背接触电池加热升温而造成的测试结果不准确的技术问题。而且，测试台的表面具有氧化铝绝缘层，在长波段（波长大于900纳米）具有低反射率（反射率小于5%），能够有效地防止测试台的表面反射光对背接触电池电流测试产生增益，进一步地确保测试结果的准确性。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例提供的测试装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例提供的测试装置的纵向剖切示意图；

图3是本实用新型一个实施例提供的测试装置的测试状态示意图。

其中：10.测试台，100.测试孔，101.真空吸附孔，20.测试件，30.承载板，40.控温模块，400.子模块，50.光斑，60.偏置光。

具体实施方式

下面结合附图说明根据本实用新型的具体实施方式。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本实用新型的发明人通过研究发现：现有的用于背接触电池量子效率测试的装置存在探针或铜柱与背接触电池背面的正电极、负电极电接触不良，进而影响测试效果的问题。除此，还因量子效率测试仪的偏置光光照而造成的背接触电池升温等问题，如果温度不及时降低至合理值，则也会对测试效果造成不利影响。更进一步地，量子效率测试仪的测试台对偏置光有反射现象，发射光将会使背接触电池测试产生增益，增益的存在将会降低测试结果的准确性。

针对以上技术问题，本实用新型提供了背接触太阳能电池量子效率测试装置的第一个实施例，具体参见图1和图2，包括测试台10、若干测试件20、承载板30和控温模块40，测试台10的表面具有氧化铝绝缘层，且测试台10的表面开设贯穿测试台10的若干测试孔100、以及若干真空吸附孔101；测试件20穿过测试孔100且能够与背接触电池的正电极、负电极电接触；承载板30可升降地设置在测试台10的下方，用于承载测试件20；控温模块40设置在测试台10和承载板30之间，且避开测试孔100和真空吸附孔101所在的位置。

在本实施例中，测试台10优选为 “方桌”结构，且表面的形状优选与背接触电池的形状一致，表面的面积较背接触电池的面积大，以方便背接触电池的取放。容易想到的是，测试台10也可以是区别于“方桌”结构的其他结构，而且表面的形状也可以不与背接触电池的形状保持一致，但要确保表面的面积较背接触电池的面积大，以方便的取放。

测试台10的主体优选具有良好导热性能的金属材料，如铜、铝或不锈钢等。测试台10的表面具有氧化铝绝缘层，这样可以确保测试过程中测试件20不与测试台10主体电导通。氧化铝绝缘层的厚度优选为50-500微米。氧化铝绝缘层，除了具有绝缘的效果外，更进一步地，氧化铝绝缘层在长波段（波长大于900纳米）具有低反射率（反射率小于5%）的特性，因此，能够有效地防止测试台10的表面的反射光对背接触电池电流测试产生增益，以确保测试结果的准确性。当然，可以理解的是，测试台10也可以选择具有良好导热和绝缘性能的非金属材料制成。

测试台10作为测试装置的支撑结构，测试孔100以及真空吸附孔101贯穿测试台10，测试孔100的排布方向需要与背接触电池背面的正电极、负电极分布方向一致，且具体开设位置需要与背接触电池的正电极、负电极一一对应，由测试孔100的孔壁围合而形成的面积需要较测试件20的横截面面积大，以确保测试件20不与测试孔100的孔壁电接触。真空吸附孔101优选与真空发生器或真空泵抽（图中未示出）的管道连通，当真空发生器或真空泵抽启动时，在真空吸附孔101处会产生负压，以将背接触电池吸附在测试台10的表面，以确保测试过程中，背接触电池具有相对固定且稳定的位置以将背接触电池吸附并固定在承载面上。真空发生器或真空泵抽以及对应的管路可以设置在测试台10的下方。真空吸附孔101的排布方向可以为任意，开设位置只要与测试孔100的开设位置不干涉即可，开设数量也可以为任意，只要能够满足吸附背接触电池的稳定性即可。

承载板30设置在测试台10的承载面之下，能够承载测试件20，且承载板30能够向靠近或远离测试台10背面的方向移动。测试时，承载板30带着测试件20向测试台10的背面靠近，以使测试件20贯穿测试孔100后与背接触电池的正电极、负电极充分电接触，以克服现有背接触电池量子效率测试装置存在的接触不良或接触不充分的问题。

承载板30的形状优选与测试台10的表面形状相同或相近，面积较承载面的面积略小。当然，可以理解的是，承载板30的形状也可以与测试台10的表面形状不相同或不相近。

承载板30的材质优选为陶瓷，当然也可是其他绝缘材料制成，或者是具有一定承载力的金属材料制成而后在表面镀绝缘层等。

控温模块40设置在测试台10的背面之下，其设置的具体位置为不与测试孔100和真空吸附孔101干涉的位置，其设置方式可以是卡装在测试台10的背面上，也可以是由承载板30承载，即测试时，通过承载板30的上升使控温模块40与测试台10的背面接触，不测试时，可以与测试台10的背面接触，也可以不与测试台10的背面接触。

控温模块40的数量受自身尺寸以及承载板30尺寸的影响，因此，控温模块40的数量可以不限定为某一具体的数值或数值区间，根据实际工况进行选择设定。

控温模块40可以是半导体控温模块也可以是水循环控温模块，半导体控温和水循环控温为现有控温方式，在此不再赘述。

控温模块40能够根据测试所需温度设定温度阈值，当检测到背接触电池的温度超过阈值时，进行降温冷却，以控制背接触电池的温度，最终解决因偏置光对背接触电池的加热升温而造成的测试不准确等问题。

在上述实施例的基础上，进一步地，若干测试孔100呈行分布，若干真空吸附孔101呈列分布，测试孔100的行将真空吸附孔101间隔开分布；控温模块40包括若干子模块400，子模块400设置在两相邻列真空吸附孔101之间的测试台10的下方。

在本实施例中，成行分布的测试孔100的排布方向可以与背接触电池的长度方向一致，也可以与背接触电池的宽度方向一致，当测试孔100的排布方向与背接触电池的长度方向一致时，成列分布的真空吸附孔101的排布方向则与背接触电池的长度方向垂直；当测试孔100的排布方向与背接触电池的宽度方向一致时，成列分布的真空吸附孔101的排布方向则与背接触电池的宽度方向垂直。子模块400设置在两相邻列真空吸附孔101之间的测试台10的下方。

在本实施例中，两相邻行的测试孔100、间隔分布在期间且与其排布方向垂直的真空吸附孔101，以及分布在真空吸附孔101之间的子模块400能够构成一个测试区间，此时，可以用于测试半片背接触电池。

而由分布在测试台10上的所有测试孔100、真空吸附孔101和子模块400构成的测试区间，可以用于测试整片背接触电池。

即本实施例涉及的测试装置既能够适用于半片背接触电池的测试，又能够适用于整片背接触电池的测试，具有较好的实用性。

在上述实施例的基础上，进一步地，每一测试件20均通过与其对应的固定套（图中未示出）紧固连接于承载板30，即每一测试件20的非测试端插入固定套，固定套通过粘接或其他现有紧固方式与承载板30紧固连接。承载板30由气压缸或液压缸驱动而向靠近或远离测试台10的方向移动。

在上述实施例的基础上，进一步地，测试件20为探针或铜柱中的一种，当测试件20为探针时，由于探针具有弹性的物理属性，测试过程中，背接触电池由真空吸附孔101吸附至测试台10的表面后，且承载板30带动探针向靠近测试台10的方向移动时，探针被压缩，被压缩的探针将与背接触电池的正电极、负电极充分电接触，以确保测试的稳定性。虽然铜柱不具有弹性的物理属性，但是由承载板30承载且能够向靠近测试台10的方向移动，同样具有与背接触电池的正电极、负电极充分电接触的优点。

在上述实施例的基础上，进一步地，与背接触电池的正电极、负电极电接触的测试件20的一端具有镀金层或镀银层。镀金层或镀银层具有弹性物理特性，当测试件20与背接触电池的正电极、负电极电接触后，背接触电池被压紧在测试件20的一端，此时，镀金层或镀银层与背接触电池的正电极、负电极充分电接触。容易想到的是，与背接触电池的正电极、负电极接触的测试件20的一端也可以不具有镀金层或镀银层，只要具有导电属性即可。

在上述实施例的基础上，进一步地，测试孔100为圆形通孔，且测试孔100的直径是探针或铜柱直径的2-3倍。圆形通孔与探针或铜柱横截面形状基本一致，具有较好的适配性。而且圆形通孔的直径是探针或铜柱直径的2-3倍，能够避免探针或铜柱与圆形通孔的孔壁接触，即能够避免探针或铜柱与测试台10的导电接触。当然，测试孔100也可以是区别于圆形通孔的其他截面的通孔，只要确保在测试过程中探针或铜柱不与测试孔100的孔壁接触即可。

在上述实施例的基础上，进一步地，在初始状态下，与背接触电池的正电极、负电极接触的测试件20的一端较测试台10的表面高1-5毫米。当然，测试件20的一端在未测试状态下，也可以不贯穿测试孔100，在测试时通过承载板30带动测试件20贯穿测试孔100以实现与背接触电池的正电极、负电极的充分电接触即可。

下面将详细阐述本实用新型提供的背接触太阳能电池量子效率测试装置的测试方法，具体参见图3：

将背接触太阳能电池放置在测试台10表面，即将具有正电极和负电极的一面与测试台10的表面接触。

启动真空发生器或真空泵抽，以在真空吸附孔101处产生负压，以将背接触电池吸附在测试台10的表面。

打开气压缸或液压缸驱动承载板30带动测试件20向靠近测试台10的方向移动，以使测试件20贯穿测试孔100后与背接触电池的正电极、负电极充分接触。

打开量子效率测试仪，使量子效率测试仪的光斑50和偏置光60照射在背接触电池的正面。

控温模块40通电，实施检测并控制背接触电池的温度符合测试需求。

与正电极接触的测试件20通过汇流导线与量子效率测试仪的正极接口连接、与负电极接触的测试件20通过汇流导线与量子效率测试仪的负极接口连接，实现背接触电池的测试。

本实用新型提供的背接触太阳能电池量子效率测试装置，能够确保测试件20与背接触电池的正电极、负电极充分接触，测试台10的表面和承载板30之间设置控温模块40，能够避免因偏置光对背接触电池加热升温而造成的测试结果不准确的技术问题。而且测试台10表面具有氧化铝绝缘层，在长波段（波长大于900纳米）具有低反射率（反射率小于5%），因此，能够有效地防止测试台10的表面反射光对背接触电池电流测试产生增益，进一步地，确保测试结果的准确性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种背接触太阳能电池量子效率测试装置，其特征在于，包括：

测试台，所述测试台的表面具有氧化铝绝缘层，且所述测试台的表面开设贯穿所述测试台的若干测试孔、以及若干真空吸附孔；

测试件，所述测试件穿过所述测试孔且能够与背接触电池的正电极、负电极电接触；

承载板，所述承载板可升降地设置在所述测试台的下方，用于承载所述测试件；

以及控温模块，所述控温模块设置在所述测试台和所述承载板之间，且避开所述测试孔和所述真空吸附孔所在的位置。

2.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池量子效率测试装置，其特征在于，若干所述测试孔呈行分布，若干所述真空吸附孔呈列分布；所述测试孔的行将所述真空吸附孔间隔开分布；

所述控温模块包括若干子模块，所述子模块设置在两相邻列所述真空吸附孔之间的所述测试台的下方。

3.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池量子效率测试装置，其特征在于，所述氧化铝绝缘层的厚度为50-500微米。

4.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池量子效率测试装置，其特征在于，每一所述测试件均通过固定套紧固连接于所述承载板；所述承载板由气压缸或液压缸驱动而升降。

5.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池量子效率测试装置，其特征在于，所述测试件为探针或铜柱。

6.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池量子效率测试装置，其特征在于，所述测试件的顶端具有镀金层或镀银层。

7.根据权利要求5所述的背接触太阳能电池量子效率测试装置，其特征在于，所述测试孔为圆形通孔，所述测试孔的直径是所述探针或铜柱直径的2-3倍。

8.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池量子效率测试装置，其特征在于，所述控温模块为半导体控温模块或水循环控温模块。

9.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池量子效率测试装置，其特征在于，所述承载板为陶瓷承载板。

10.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池量子效率测试装置，其特征在于，初始状态下，所述测试件的顶端比测试台的表面高1-5毫米。

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