太阳能电池测试.ppt

IV曲线通过测试的方法，可以得到太阳电池的电流I与电压V的关系曲线（IV），太阳电池在这个测试条件下的最大功率Pm，Pm＝ImVm。最大功率点Pm对应的电流、电压分别是Im和Vm，Pm＝ImVm；也就是说，在这条I-V曲线上，I和V的乘积即P总会出现一个最大的值，那么这个最大P（Pm）即为最大功率，对应的I、V分别成为最佳工作电流Im和最佳工作电压Vm。在曲线的两个末端即V＝0时对应的I和I＝0时对应得V分别表示在端电压为0（短路）和空载（开路）情况下的输出电流和端电压，分别为Isc和Voc表示，称为短路电流和开路电压。但是不同的电池，其I-V曲线是不同的，如上图，曲线可能更加平缓一些。为了区分不同I-V曲线形状的电池，引入了填充因子的概念。填充因子即太阳电池的最大功率与开路电压和短路电流乘积之比，用FF表示，FF＝Pm/IscVoc＝ImVm/IscVoc。总结以上概念，Eff＝Pm/MS，Pm＝FFIscVoc。对于标准状况下，M＝1000W/m2＝100mW/cm2。太阳电池的电压基本上是由基体材料本身的禁带宽度所决定的，而电流是与太阳电池的面积成正比的，所以引入了电流密度的概念，规定太阳电池单位面积上的短路电路为短路电流密度，用Jsc表示，单位是A/m2或者mA/cm2。主界面效率的损失机理1短路电流损失裸露的太阳电池表面对光的反射相当大，即使增加了减反射膜，对光反射率也在10%左右。反射光必然导致光生电子数量的减少。电池的正面电极也遮掉了5%—15%的入射光。如果电池不够厚，进入电池的一部分具有合适能量的光线将从电池背面直接穿出去。短路电流损失的另外一个原因是半导体内的及表面的复合。只有在p-n结附近产生的电子-空穴对才能对短路电流作贡献。远离结产生的载流子在它们从产生点移动到器件的终端之前，很可能被复合。2开路电压损失决定Voc的主要过程是半导体中的复合。半导体中的复合率越低，Voc越高。而复合率高的主要原因就是有害杂质的作用，对于多晶硅，晶粒间接是主要的复合中心。3填充因子的损失太阳电池都有寄生的串联电阻和并联电阻。串联电阻Rs的主要来源是：制造电池的半导体材料的体电阻、电极及电极和半导体之间的接触电阻。并联电阻Rsh则是由于p-n结漏电引起的，其中包括绕过电池边缘的漏电及由于结区存在晶体缺陷和外来杂质的沉淀物所引起的内部漏电。测试要在标准测试条件下进行，测试条件的温度可以通过简单的温度控制装置达到，测试用的光源一般用加了滤光片的氙灯来模拟阳光，也有的测试仪用钨灯。但是由于辐照度很难直接测量，所以通过间接的办法来确定测试时的辐照度。首先用已经具有很准确辐照度数值的权威测试仪测试电池，电池得到一个短路电流，此电池成为标准电池（用来测量光源的辐照度）；然后用标准电池电池的电流值调节一般测试设备的光的辐照度，一直到两设备的短路电流值相当为止，此时测试设备的光辐照度也就达到了标准值。获得标准电池的方法或者手段称为标定，利用标准电池调整设备光辐照度的过程成为测试设备的校准。MeasurementParameters对话框质量问题、预防措施1．测得标准电池的Isc应非常接近标定值。相应值的误差：±1%如果超出范围，检查探针接触E：福照度应在950-1050W/㎡如果超出这个范围，需调整氙灯脉冲发生器并完成一新测试。最后需进行一新校准（返回步骤3）Uoc:(±1%)：如果超出范围，检查温度，温度修正因子（在’CellType”）,接触探针，辐照度如果出现偏差，需要找出原因。如果出现异常，通常的原因：参考电池上的碎硅片或灰尘，不好的接触探针6、温度检测系统：两套温度检测部件（PT100、红外检测），PT100用于手动模式，红外检测用于自动模式。7、氙灯发生器：放置在机器的后部，控制氙灯的开关及触发8、光源模拟部分：装有光谱接近太阳光谱的氙灯9、分档标准：由质量技术部下发分档方案4．开路电压(Voc)：在一定的温度和辐照条件下，太阳电池在开路情况下的电压。5.填充因子（FF）:太阳电池的最大功率与开路电压和短路电流乘积之比。6.串联电阻:太阳电池内部与p-n结串联的电阻，它是由半导体材料体电阻、薄层电阻、电极接触电阻等组成。7.并联电阻:太阳电池内部跨连在电池两端的等效电阻。8.转换效率：受光照太阳电池的最大功率与入射到该太阳电池上的全部辐射功率的百分比。主要参数氙灯氙灯罩氙灯发生器PSL、IRSensor、PT100温度Temperature[°C]TempVoltageatIsc[V]UscErrorHardwareEr