CN106411258B - 一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳电池及组件电性能测试方法，特别涉及一种利用短脉冲宽度下测试太阳电池及组件电性能的测试方法。本发明一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法，包括以下测试步骤：（1）确定总测试时间T，所述总测试时间T为待测试太阳电池相对应太阳模拟器测试的脉冲宽度；（2）根据采集***和总测试时间T，确定采样点数n，n为大于1的自然数。本发明所述方法，在相对短的脉冲宽度下，通过划分采样区间延时时间t的百分比和测试电压总采样区间的百分比，配合电子负载驱动技术，以获得精确的电性能参数；本方法消除了电容效应带来的测试偏差，可实现准确测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳电池及组件电性能测试方法，特别涉及一种利用短脉冲宽度下测试太阳电池及组件电性能的测试方法。
背景技术
当前，常规晶硅太阳电池电性能主流测试技术大都采用基于10ms左右的脉冲宽度来实现电性能的测试和采集，由于常规晶硅电池电容效应相对较小，利用10ms左右的脉冲宽度内基于线性电子负载驱动技术，可在当前10ms左右脉冲宽度条件下实现准确测试。
近年来，随着工艺和技术的进度，更高效的电池研发及产业化已成为了当前市场的热门，而传统解决方案需要更长的脉冲宽度来消除大电容效应给测试环节带来的影响，业界主流技术认为不同的工艺技术，需依赖不同的脉冲宽度。当前的主流技术无法在10ms量级常规模式下实现准确测试。然而，对于脉冲太阳模拟器而言，延长脉冲宽度对于储能电路、控制电路以及光源***均提出了更严苛的要求，如何基于短脉冲宽度实现具有大电容效应太阳电池的准确测试，成为亟待解决的难题。
发明内容
本发明提出一种在短脉冲宽度下测量太阳电池组件及电性能的方法。
本发明所述一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法，包括以下测试步骤：
1、一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法，其特征在于包括以下测试步骤：
（1）确定总测试时间T，所述总测试时间T为待测试太阳电池相对应太阳模拟器测试的脉冲宽度；
（2）根据采集***的性能和总测试时间T，确定采样点数n，n为大于1的自然数；
（3）根据太阳电池电性能采集模式确定总采样区间电压对应到采集***输出的测试范围，每一采样点的电压对应到采集***的输出值记为DA，其中DA的最大值DAmax为太阳电池电性能的理论最大电压对应到采集***的输出值；
（4）将（2）中的n个采样点划分为三个采样区间，第一采样区间采样点序号为1到n1，第二采样区间采样点序号为n1+1到n2；第三采样区间采样点序号为n2+1到n；
(5)根据步骤（4）所划分的采样区间，确定每一采样区间的测试时间占总测试时间T的百分比；确定每一采样区间DA范围值占DAmax的百分比：
（6）在每一采样点设定的测试时间和DA值内调节电子负载，获得该采样点的测试电流值和测试电压值；
（7）将n个采样点的所有测试电流值和测试电压值汇集，获得Isc和Voc值，并将每个采集点对应的测试电流值和测试电压值乘积，其中乘积数值最大的值即为该太阳电池的最大输出功率值Pmax。
优选地，所述采集***为12位数据采集***。
较优选地，所述采集模式为Isc-Voc采集模式。
较优选地，所述采集模式为Voc-Isc采集模式。
进一步地，所述太阳电池为晶硅太阳电池。
更进一步地，所述采样点数为95个，总测试时间T为10ms，总采样测试区间DA范围值为0-2.5之间，其中第一采样区间采样点序号数为1到40；第二采样区间采样点序号数为41到75；第三采样区间采样点序号数为76到95。
进一步地，所述太阳电池为晶硅太阳电池。
更进一步地，所述采样点数为95个，总测试时间T为10ms，总采样测试区间DA范围值为2.5-0之间，其中第一采样区间采样点序号数为1到40；第二采样区间采样点序号数为41到75；第三采样区间采样点序号数为76到95。
本发明所述方法，在相对短的脉冲宽度下，通过对采样点延时时间和测试电压的控制，将更多的时间延迟优化至最大功率点区间，同时配合电子负载驱动技术，使太阳电池的电性能在该测试条件下获得了充分的释放，利用本发明所述测试方法，确保在该区间内对应采集的电流和电压相对准确，可以精确地获得太阳电池电性能参数，同时消除了电容效应带来的测试偏差，对比现有技术测试方法的大电容效应的N型太阳电池组件，其最大功率的偏差约为0.6%，而利用本专利的方案其最大功率的偏差为0.1%；同时对于10ms量级内的该方案而言，可以消除N型太阳电池的电容效应；同时利用本发明所述方法，无论电子负载工作模式由Isc到Voc或由Voc到Isc，都可确保数据采集起点、最大功率区间以及最后阶段的准确性，实现准确测试。
具体实施方式
实施例1
本发明所述一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法，包括以下测试步骤：
（1）确定总测试时间T，所述总测试时间T为待测试太阳电池相对应太阳模拟器测试的脉冲宽度；
（2）根据采集***的性能和总测试时间T，确定采样点数n，n为大于1的自然数；不同采集***中采样点的数量不同。
（3）根据太阳电池电性能采集模式确定总采样区间电压对应到采集***输出的测试范围，每一采样点的电压对应到采集***的输出值记为DA，其中DA的最大值DAmax为太阳电池电性能的理论最大电压对应到采集***的输出值。太阳电池电性能采集模式通常分为两种，一种为Isc-Voc，该模式确定总采样区间对应到采集***输出的DA电压值变化方式为0-DAmax；另一种为Voc-Isc，该模式确定总采样区间对应到采集***输出的DA电压值变化方式为DAmax-0。
（4）将（1）中的n个采样点划分为三个采样区间，第一采样区间采样点序号为1到n1，第二采样区间采样点序号为n1+1到n2；第三采样区间采样点序号为n2+1到n；
(5)根据步骤（4）所划分的采样区间，确定每一采样区间的测试时间占总测试时间T的百分比；确定每一采样区间DA值占DAmax的百分比：
。
（6）在每一采样点设定的测试时间和DA值内调节电子负载，获得该采样点的测试电流值和测试电压值；
（7）将n个采样点的所有测试电流值和测试电压值汇集，获得Isc和Voc值，并将每个采集点对应的测试电流值和测试电压值乘积，其中乘积数值最大的值即为该太阳电池的最大输出功率值Pmax。
实施例2
本实施例选择N型太阳电池组件，采用12位采集***，Isc-Voc采集模式，其脉冲宽度为10ms，DAmax值2.5，其测试步骤如下：
（1）确定总测试时间T为10ms；
（2）由于采用12位采集***，且总测试时间T为10ms，因此设定95个采样点；
（3）DAmax为2.5，因此DA的范围值为0-2.5之间；
（4）将（1）中的95个采样点划分为三个采样区间，第一采样区间采样点序号为1到40，第二采样区间采样点序号为41到75；第三采样区间采样点序号为76到95；
(5)根据实施例1步骤（4）表格得到第一采样区间测试时间为0.1ms，第二采样区间测试时间为0.7ms，第三采样区间测试时间为0.2ms。第一采样区间DA范围值为0-1.5之间，第二采样区间DA范围值为1.5-2之间；第三采样区间DA范围值为2-2.5之间。
（6）在每一采样点设定的测试时间和DA值内调节电子负载，获得该采样点的测试电流值和测试电压值。
（7）将95个采样点的所有测试电流值和测试电压值汇集，获得Isc和Voc值，同时将每个采集点对应的测试电流值和测试电压值乘积，其中乘积数值最大的值即为该太阳电池的最大功率值Pmax；其测试结果如下表所示：
。
实施例3：
本实施例为实施例2的平行测试，其测试结果如下表所示：
。
实施例4
本实施例选择P型单晶PERC组件，采用12位采集***，Isc-Voc采集模式其脉冲宽度为10ms，DAmax值2.5，使用如实施例2相同的测试方法，其测试结果如下：
（1）确定总测试时间T为10ms；
（2）由于采用12位采集***，且总测试时间T为10ms，因此设定95个采样点；
（3）DAmax为2.5，因此DA的范围值为0-2.5之间；
（4）将（1）中的95个采样点划分为三个采样区间，第一采样区间采样点序号为1到40，第二采样区间采样点序号为41到75；第三采样区间采样点序号为76到95；
(5)根据实施例1步骤（4）表格得到第一采样区间测试时间为0.1ms，第二采样区间测试时间为0.7ms，第三采样区间测试时间为0.2ms。第一采样区间DA范围值为0-1.5之间，第二采样区间DA范围值为1.5-2之间；第三采样区间DA范围值为2-2.5之间。
（6）在每一采样点设定的测试时间和DA值内调节电子负载，获得该采样点的测试电流值和测试电压值。
（7）将95个采样点的所有测试电流值和测试电压值汇集，获得Isc和Voc值，同时将每个采集点对应的测试电流值和测试电压值乘积，其中乘积数值最大的值即为该太阳电池的最大功率值Pmax；其测试结果如下表所示：
。
实施例5
本实施例为实施例4的平行测试，其测试结果如下表所示：
。
Claims (8)
1.一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法，其特征在于包括以下测试步骤：
（1）确定总测试时间T，所述总测试时间T为待测试太阳电池相对应太阳模拟器测试的脉冲宽度；
（2）根据采集***和总测试时间T，确定采样点数n，n为大于1的自然数；
（3）根据太阳电池电性能采集模式确定总采样区间电压对应到采集***输出的测试范围，每一采样点的电压对应到采集***的输出值记为DA，其中DA的最大值DAmax为太阳电池电性能的理论最大电压对应到采集***的输出值；
（4）将（2）中的n个采样点划分为三个采样区间，第一采样区间采样点序号为1到n1，第二采样区间采样点序号为n1+1到n2；第三采样区间采样点序号为n2+1到n；
(5)根据步骤（4）所划分的采样区间，确定每一采样区间的测试时间占总测试时间T的百分比；确定每一采样区间DA范围值占DAmax的百分比：
（6）在每一采样点设定的测试时间和DA值内调节电子负载，获得该采样点的测试电流值和测试电压值；
（7）将n个采样点的所有测试电流值和测试电压值汇集，获得Isc和Voc值，并将每个采样点对应的测试电流值和测试电压值乘积，其中乘积数值最大的值即为该太阳电池的最大输出功率值Pmax。
2.如权利要求1所述一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法，其特征在于：所述采集***为12位数据采集***。
3.如权利要求2所述一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法，其特征在于：所述采集模式为Isc-Voc采集模式。
4.如权利要求2所述一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法，其特征在于：所述采集模式为Voc-Isc采集模式。
5.如权利要求3所述一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法，其特征在于：所述太阳电池为晶硅太阳电池。
6.如权利要求5所述一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法，其特征在于：所述采样点数为95个，总测试时间T为10ms，总采样测试区间DA范围值为0-2.5之间，其中第一采样区间采样点序号数为1到40；第二采样区间采样点序号数为41到75；第三采样区间采样点序号数为76到95。
7.如权利要求4所述一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法，其特征在于：所述太阳电池为晶硅太阳电池。
8.如权利要求7所述一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法，其特征在于：所述采样点数为95个，总测试时间T为10ms，总采样测试区间DA范围值为2.5-0之间，其中第一采样区间采样点序号数为1到40；第二采样区间采样点序号数为41到75；第三采样区间采样点序号数为76到95。
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