CN221575310U - 光伏器件老化测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏器件老化测试装置，光伏器件老化测试装置包括：箱体，箱体内形成有容纳腔；控温片，控温片构造为半导体控温片且设置于容纳腔内，控温片用于调控测试样品的温度；光照灯，光照灯设置于容纳腔内且适于发出预设波长范围内的光；湿度控制装置，湿度控制装置设置于容纳腔内且适于调控容纳腔内的湿度。根据本实用新型设计的光伏器件老化测试装置，其第一容纳腔内可以模拟出不同的户外环境，从而可以获得测试样品在不同户外环境下的老化实验数据，且控温片适于在测试样品进行光老化实验测试时吸收测试样品的热量以对测试样品进行散热，避免测试样品温度过高而影响光老化实验测试结果。

Description

光伏器件老化测试装置

技术领域

本实用新型涉及光伏器件测试领域，尤其是涉及一种光伏器件老化测试装置。

背景技术

相关技术中，钙钛矿太阳能电池因具有理论转换效率更高、材料成本更低、生产过程中的能耗低等优点而引起广泛关注，但是，钙钛矿光伏组件的稳定性较差，因此需使用光伏器件老化测试装置以对钙钛矿光伏组件进行光老化实验测试，现有技术中，光伏器件老化测试装置测试的老化环境较为单一，且钙钛矿光伏组件在光老化实验时会产生较多的热量，从而导致钙钛矿光伏组件温度较高，进而影响钙钛矿光伏组件的光老化实验测试结果。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出了一种光伏器件老化测试装置。根据本实用新型设计的光伏器件老化测试装置，其第一容纳腔内可以模拟出不同的户外环境，从而可以获得测试样品在不同户外环境下的老化实验数据，且控温片适于在测试样品进行光老化实验测试时吸收测试样品的热量以对测试样品进行散热，避免测试样品温度过高而影响光老化实验测试结果。

根据本实用新型的光伏器件老化测试装置包括：箱体，所述箱体内形成有容纳腔；控温片，所述控温片构造为半导体控温片且设置于所述容纳腔内，所述控温片用于调控测试样品的温度；光照灯，所述光照灯设置于所述容纳腔内且适于发出预设波长范围内的光；湿度控制装置，所述湿度控制装置设置于所述容纳腔内且适于调控所述容纳腔内的湿度。

根据本实用新型的光伏器件老化测试装置，其箱体内设置有光照灯、半导体控温片以及湿度控制装置，光照灯与湿度控制装置配合可以令容纳腔内的环境更接近户外，使得测试样品的光老化实验数据更可靠，同时容纳腔内可以模拟出不同的户外环境，使得本申请的光伏器件老化测试装置可以测试测试样品在不同户外环境下的光老化实验数据，且同时，半导体控温片适于在测试样品进行光老化实验测试时吸收测试样品的热量以对测试样品进行散热，避免测试样品温度过高而影响测试样品的光老化实验测试结果，提高了测试样品的光老化实验数据的可靠性。

根据本实用新型的一些实施例，所述湿度控制装置包括：湿度调控管路，所述湿度调控管路用于向所述容纳腔内通入目标湿度的气体。

根据本实用新型的一些实施例，所述湿度控制装置包括：进水管，所述进水管的一端延伸至箱体外表面并适于与外部水源连通，所述进水管的另一端与所述湿度控制装置连接。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：隔板，所述隔板设置于所述箱体内并限定出安装腔，所述隔板设置有将所述安装腔与所述容纳腔连通的加湿窗口，所述湿度控制装置设置于所述安装腔内，所述进水管的至少部分设置于所述容纳腔内，且所述进水管穿过所述隔板与所述湿度控制装置相连。

根据本实用新型的一些实施例，所述湿度控制装置还包括湿度计，所述湿度计设置于所述容纳腔内以用于监测所述容纳腔的湿度。

根据本实用新型的一些实施例，所述控温片将所述容纳腔分隔为第一容纳腔和第二容纳腔，所述第一容纳腔用于容纳所述测试样品，所述第二容纳腔用于容纳冷却介质，所述半导体控温片具有第一表面和第二表面，所述第一表面朝向所述第一容纳腔，所述第二表面朝向所述第二容纳腔，所述第一表面用于放置测试样品。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：散热装置，所述散热装置设置于所述第二容纳腔内或设置于所述箱体外部，所述散热装置用于对所述第二容纳腔内的冷却介质进行换热。

根据本实用新型的一些实施例，所述光照灯构造为氙灯，所述光伏器件老化测试装置还包括总控装置，所述总控装置设置于所述箱体外部，所述总控装置用于控制所述控温片、所述光照灯和所述湿度控制装置按预设老化测试程序工作。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：温度检测装置，所述温度检测装置设置于所述第一容纳腔内且适于检测所述第一容纳腔内测试样品的表面温度。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：载流子检测装置，所述载流子检测装置设置于所述容纳腔内且位于所述控温片的正上方，所述载流子检测装置包括：激光发射器，所述激光发射器具有发射端且适于沿第一方向发射激光，所述激光的波长范围包括350～450nm；凸透镜，所述凸透镜设置于所述激光的发射路径且与所述发射端正对；半反半透镜，所述半反半透镜设置于所述激光的发射路径且相对所述第一方向倾斜设置，所述激光经所述凸透镜处理后到达所述半反半透镜；检测单元，所述检测单元设置有朝向所述半反半透镜的接收端，所述接收端用于接收所述测试样品受所述激光激发产生的发射光谱，所述检测单元位于所述半反半透镜远离所述凸透镜的一侧，所述检测单元用于检测所述测试样品的载流子变化。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的光伏器件老化测试装置的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的载流子检测装置运行时的光路示意图。

附图标记：1、光伏器件老化测试装置；

10、箱体；11、隔板；111、加湿窗口；12、散热孔；

20、半导体控温片；30、光照灯；

41、湿度控制装置；42、进水管；

50、温度检测装置；

60、载流子检测装置；61、激光发射器；62、凸透镜；63、半反半透镜；64、CCD相机；

70、预留孔。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

相关技术中，钙钛矿太阳能电池因具有理论转换效率更高、材料成本更低、生产过程中的能耗低等优点而引起广泛关注，但是，钙钛矿光伏组件的稳定性较差，因此需使用光伏器件老化测试装置以对钙钛矿光伏组件进行光老化实验测试，现有技术中，光伏器件老化测试装置测试的老化环境较为单一，且钙钛矿光伏组件在光老化实验时会产生较多的热量，从而导致钙钛矿光伏组件温度较高，进而影响钙钛矿光伏组件的光老化实验测试结果。

下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的光伏器件老化测试装置1。

如图1所示，根据本实用新型的光伏器件老化测试装置1包括：箱体10、控温片、光照灯30和湿度控制装置41，箱体10内形成有容纳腔，控温片构造为半导体控温片20且设置于容纳腔内，控温片用于调控测试样品的温度，光照灯30设置于容纳腔内且适于发出预设波长范围内的光，湿度控制装置41设置于容纳腔内且适于调控容纳腔内的湿度。

可以理解的是，光伏器件老化测试装置1可以对测试样品进行光老化实验测试，测试样品可以是钙钛矿光伏组件等，此处不作限制。在对测试样品进行光老化实验测试时，光照灯30可以向第一容纳腔发射预设波长范围内的光线，从而模拟户外多种环境下的光照强度，湿度控制装置41适于调控容纳腔内的湿度，从而模拟户外多种环境下的湿度。

值得说明的是，半导体控温片20可以构造为半导体制冷片，半导体制冷片作为一种利用半导体能量传输特性的冷却装置或加热装置，其可以与测试样品进行热传导，从而实现对测试样品的精确降温或精确加热。例如可以调节半导体制冷片与测试样品接触的表面以适于吸收测试样品的热量，半导体制冷片背离测试样品的表面适于将吸收的热量释放，从而实现对测试样品的散热；也可以调节半导体制冷片与测试样品接触的表面适于加热测试样品，半导体制冷片背离测试样品的表面为冷端，适于吸收热量，从而实现对测试样品的加热。下述实施例中主要针对散热的情况进行举例，加热的情况同理，改变电流方向即可。

同时，半导体控温片20设置于容纳腔内并适于与测试样品接触，在测试样品进行光老化实验测试时，半导体控温片20适于吸收测试样品的热量以对测试样品进行散热，避免测试样品的温度过高而增大测试样品的光老化实验数据的误差。优选地，半导体控温片20可以用于支撑测试样品，从而避免在容纳腔内设置用于支撑测试样品的支撑组件，丰富了半导体控温片20的功能，同时可以降低光伏器件老化测试装置1的制造成本。

根据本实用新型所涉及的光伏器件老化测试装置1，其箱体10内设置有光照灯30、半导体控温片20以及湿度控制装置41，光照灯30与湿度控制装置41配合可以令容纳腔内的环境更接近户外，使得测试样品的光老化实验数据更可靠，同时容纳腔内可以模拟出不同的户外环境，使得本申请的光伏器件老化测试装置1可以测试测试样品在不同户外环境下的光老化实验数据，且同时，半导体控温片20适于在测试样品进行光老化实验测试时吸收测试样品的热量以对测试样品进行散热，避免测试样品温度过高而影响测试样品的光老化实验测试结果，提高了测试样品的光老化实验数据的可靠性。

根据本实用新型的一些实施例，湿度控制装置41包括：湿度调控管路，湿度调控管路用于向容纳腔内通入目标湿度的气体，从而实现调控容纳腔内的湿度，使得容纳腔内可以模拟出多种不同的户外环境的湿度。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，光伏器件老化测试装置1包括：进水管42，进水管42的一端延伸至箱体10外表面并适于与外部水源连通，进水管42的另一端与湿度控制装置41连接。可以理解的是，测试人员可以在光伏器件老化测试装置1的外部通过进水管42向湿度控制装置41补水，避免在光老化实验测试过程中将箱体10打开以对湿度控制装置41补水，避免打开箱体10而导致外部环境对容纳腔内的温度及湿度造成影响，提高了光老化实验数据的可靠性，同时，水在进水管42内流动时，容纳腔内的温度可以对水进行预加热，使得湿度控制装置41补充的水具有一定温度，从而可以降低湿度控制装置41加热水所需的能量，进而使得本申请的光伏器件老化测试装置1更节能，同时还能对箱体10有一定的降温效果。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，光伏器件老化测试装置1还包括：隔板11，隔板11设置于箱体10内并限定出安装腔，隔板11设置有将安装腔与容纳腔连通的加湿窗口111，湿度控制装置41设置于安装腔内，进水管12的至少部分设置于容纳腔内，且进水管42穿过隔板11与湿度控制装置41相连。

可以理解的是，湿度控制装置41设置于安装腔内，隔板11适于将容纳腔与安装腔隔离，避免湿度控制装置41对容纳腔的湿度造成影响，隔板11上设置有加湿窗口111，加湿窗口111可选择地将容纳腔与安装腔连通，当需要对容纳腔进行加湿时，加湿窗口111可以将容纳腔与安装腔连通，从而使得湿度控制装置41可以通过湿度调控管路对容纳腔进行加湿处理；当需要保持容纳腔内的湿度时，加湿窗口111关闭，此时容纳腔与安装腔彼此隔离，湿度控制装置41无法影响容纳腔内的湿度，从而使得容纳腔内的湿度可以保持稳定。

根据本实用新型的一些实施例，湿度控制装置41还包括湿度计，湿度计设置于容纳腔内以用于监测容纳腔的湿度，使得测试人员可以及时通过湿度计调控容纳腔内的湿度，从而使得测试样品的光老化实验数据更可靠。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，控温片将容纳腔分隔为第一容纳腔和第二容纳腔，第一容纳腔用于容纳测试样品，第二容纳腔用于容纳冷却介质，半导体控温片20具有第一表面和第二表面，第一表面朝向第一容纳腔，第二表面朝向第二容纳腔，第一表面用于放置测试样品。

可以理解的是，半导体控温片20作为一种利用半导体能量传输特性的冷却装置，其可以对测试样品局部进行热传导，半导体控温片20的第一表面与测试样品接触并吸收测试样品的热量，半导体控温片20内的第二表面适于将吸收的热量释放至第二容纳腔，从而实现对测试样品散热，值得说明的是，半导体控温片20将测试样品的热量释放至第二容纳腔后会使得第二容纳腔内的温度升高，第二容纳腔内的冷却介质可以降低第二容纳腔内的温度，以此使得半导体控温片20可以持续对测试样品进行散热，从而实现控制测试样品的温度。同时半导体控温片20无需设置滑动部件，使得半导体控温片20占用容纳腔的体积小，方便其他零部件的布局，同时，半导体控温片20工作时无需制冷剂，从而可以避免产生制冷剂污染。

在一些实施例中，控温片可以构造为水冷板，水冷板内设置有换热流道，换热流道内流淌有冷凝水，冷凝水可以降低水冷板的温度从而使得水冷板可以对测试样品进行散热处理。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，光伏器件老化测试装置1还包括：散热装置，散热装置设置于第二容纳腔内或设置于箱体10外部，散热装置用于对第二容纳腔内的冷却介质进行换热。可以理解的是，冷却介质通过吸收第二容纳腔内的热量以实现降低第二容纳腔内的温度，冷却介质吸收热量后会令自身温度升高，由此，本申请通过设置散热装置以对冷却介质进行换热，从而对冷却介质进行降温处理，使得冷却介质可以持续吸收第二容纳腔内的热量以对第二容纳腔进行降温。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，箱体10上形成有与第二容纳腔连通的散热孔12。可以理解的是，半导体控温片20的第二表面适于散发半导体控温片20吸收的来自测试样品的热量，这会令第二容纳腔内的温度升高，第二容纳腔内的高温气体可以通过散热孔12排出至箱体10外，避免第二容纳腔内的温度过高，从而避免影响第二表面的散热效果，进而避免影响半导体控温片20对测试样品的散热效果。

根据本实用新型的一些实施例，光照灯构造为氙灯，光伏器件老化测试装置1还包括总控装置，总控装置设置于箱体10外部，总控装置用于控制控温片、光照灯30和湿度控制装置41按预设老化测试程序工作。

可以理解的是，总控装置设置于箱体10的外部以便于测试人员操控总控装置，在一些实施例中，总控装置可以通过电连接件与控温片、光照灯30和湿度控制装置41电连接，以令总控装置可以控制控温片、光照灯30和湿度控制装置41启闭；在另一些实施例中，总控装置可以与控温片、光照灯30和湿度控制装置41通信连接(无线连接)，总控装置可以控制控温片、光照灯30和湿度控制装置41启闭。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，光伏器件老化测试装置1还包括：温度检测装置50，温度检测装置50设置于第一容纳腔内且适于检测第一容纳腔内测试样品的表面温度。可以理解的是，温度检测装置50可以检测测试样品表面温度变化以便监测测试样品电学参数随温度的波动。

根据本实用新型的一些实施例，如图2所示，光伏器件老化测试装置1还包括：载流子检测装置60，载流子检测装置60设置于容纳腔内且位于控温片的正上方，载流子检测装置包括：激光发射器61、凸透镜62、半反半透镜63和检测单元，激光发射器具有发射端且适于沿第一方向发射激光，激光的波长范围包括350～450nm，凸透镜62设置于激光的发射路径且与发射端正对，半反半透镜63设置于激光的发射路径且相对第一方向倾斜设置，激光经凸透镜处理后到达半反半透镜，检测单元设置有朝向半反半透镜的接收端，接收端用于接收测试样品受激光激发产生的发射光谱，检测单元位于半反半透镜63远离凸透镜62的一侧，检测单元用于检测测试样品的载流子变化。

在一些实施例中，第一方向为光伏器件老化测试装置1的高度方向，载流子检测装置60包括：激光发射器61、凸透镜62、半反半透镜63和检测单元，检测单元可以是CCD相机64，在光伏器件老化测试装置1的高度方向上，激光发射器61、凸透镜62以及半反半透镜63依次布置，CCD相机64设置于半反半透镜63在水平方向上的一侧。在对测试样品进行光老化实验测试时，测试样品设置于半反半透镜63的下方，激光发射器61的发射端可以朝向凸透镜62发射平行光，凸透镜62适于将平行光在半反半透镜63的一侧聚拢，聚拢的光线可以透过半反半透镜63并照射于测试样品，测试样品可以将照射于自身的光线吸收后产生激发光，激发光到达半反半透镜63后，被半反半透镜63反射至CCD相机64，CCD相机64通过分析激发光的波长和强度以判断测试样品的带隙宽度，从而判断测试样品在光老化实验测试过程中的载流子变化，测试样品的载流子变化数据可以为测试样品的性能变化提供依据。

值得说明的是，激光的波长为α，α满足：350nm≤α≤450nm。可以理解的是，激光的波长在上述范围内可以令载流子检测装置60能满足待测样品的载流子激发需求，从而使得本申请的光伏器件老化测试装置1可以获取准确的测试样品的载流子变化数据，提高了光老化实验测试数据的可靠性。

在一些实施例中，第一容纳腔的内壁还设置有预留孔70，预留孔70适于安装现有的一些外接测试装置以监测测试样品在光老化实验测试过程中的数据，外接测试装置可以是用于监测测试样品在光老化实验测试过程中效率变化的装置或用于监测测试样品在光老化实验测试过程中电化学变化的装置等，此处不作限制。值得一提的是，预留孔70在未连接外接测试装置时处于封闭状态，避免第一容纳腔通过预留孔70与外部环境连通，从而避免外部环境对第一容纳腔的温度及湿度造成影响，提高了光老化实验数据的可靠性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种光伏器件老化测试装置，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体内形成有容纳腔；

控温片，所述控温片构造为半导体控温片且设置于所述容纳腔内，所述控温片用于调控测试样品的温度；

光照灯，所述光照灯设置于所述容纳腔内且适于发出预设波长范围内的光；

湿度控制装置，所述湿度控制装置设置于所述容纳腔内且适于调控所述容纳腔内的湿度。

2.根据权利要求1所述的光伏器件老化测试装置，其特征在于，所述湿度控制装置包括：

湿度调控管路，所述湿度调控管路用于向所述容纳腔内通入目标湿度的气体。

3.根据权利要求2所述的光伏器件老化测试装置，其特征在于，所述湿度控制装置包括：进水管，所述进水管的一端延伸至箱体外表面并适于与外部水源连通，所述进水管的另一端与所述湿度控制装置连接。

4.根据权利要求3所述的光伏器件老化测试装置，其特征在于，还包括：隔板，所述隔板设置于所述箱体内并限定出安装腔，所述隔板设置有将所述安装腔与所述容纳腔连通的加湿窗口，所述湿度控制装置设置于所述安装腔内，所述进水管的至少部分设置于所述容纳腔内，且所述进水管穿过所述隔板与所述湿度控制装置相连。

5.根据权利要求4所述的光伏器件老化测试装置，其特征在于，所述湿度控制装置还包括湿度计，所述湿度计设置于所述容纳腔内以用于监测所述容纳腔的湿度。

6.根据权利要求1所述的光伏器件老化测试装置，其特征在于，所述控温片将所述容纳腔分隔为第一容纳腔和第二容纳腔，所述第一容纳腔用于容纳所述测试样品，所述第二容纳腔用于容纳冷却介质，所述半导体控温片具有第一表面和第二表面，所述第一表面朝向所述第一容纳腔，所述第二表面朝向所述第二容纳腔，所述第一表面用于放置测试样品。

7.根据权利要求6所述的光伏器件老化测试装置，其特征在于，还包括：散热装置，所述散热装置设置于所述第二容纳腔内或设置于所述箱体外部，所述散热装置用于对所述第二容纳腔内的冷却介质进行换热。

8.根据权利要求7所述的光伏器件老化测试装置，其特征在于，所述光照灯构造为氙灯，所述光伏器件老化测试装置还包括总控装置，所述总控装置设置于所述箱体外部，所述总控装置用于控制所述控温片、所述光照灯和所述湿度控制装置按预设老化测试程序工作。

9.根据权利要求7所述的光伏器件老化测试装置，其特征在于，还包括：温度检测装置，所述温度检测装置设置于所述第一容纳腔内且适于检测所述第一容纳腔内测试样品的表面温度。

10.根据权利要求1所述的光伏器件老化测试装置，其特征在于，还包括：载流子检测装置，所述载流子检测装置设置于所述容纳腔内且位于所述控温片的正上方，所述载流子检测装置包括：

激光发射器，所述激光发射器具有发射端且适于沿第一方向发射激光，所述激光的波长范围包括350～450nm；

凸透镜，所述凸透镜设置于所述激光的发射路径且与所述发射端正对；

半反半透镜，所述半反半透镜设置于所述激光的发射路径且相对所述第一方向倾斜设置，所述激光经所述凸透镜处理后到达所述半反半透镜；

检测单元，所述检测单元设置有朝向所述半反半透镜的接收端，所述接收端用于接收所述测试样品受所述激光激发产生的发射光谱，所述检测单元位于所述半反半透镜远离所述凸透镜的一侧，所述检测单元用于检测所述测试样品的载流子变化。