CN114076897B - 一种太阳电池及组件的电性能测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种太阳电池及组件的电性能测试方法，属于太阳电池组件测试领域，其特征在于包括：第一部分，电子负载在断路状态下，经延时后采集数据，采集获得数据Voc；第二部分，电子负载由断路调整至短路再逐步调整至断路状态，该部分过程中电子负载调整速率采用非线性调整，电子负载调整频率从高到低变化。通过电子负载的非线性驱动准确定位最大功率区间，从而在测试过程中获取准确的Pmax值，可有效降低大电容效应测试对象的测试脉冲宽度，可等效线性测试模式的数十倍至百倍；基于短脉冲宽度测试大电容效应，可有效解决终端客户对产能节拍，功耗及设备综合使用成本等方面的核心诉求，降低应用端应用成本，适于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于太阳电池组件测试领域，尤其涉及一种太阳电池及组件的电性能测试方法。
背景技术
随着光伏产业化进程的推进，各高效电池及组件技术的推广及应用已逐渐成为了市场主流，当前，量产PERC、N型TOP Con及推广阶段的HJT，电池效率越高，准确测试的难度逐渐变大。工业现场多采用较长脉冲宽度的测试方案来消除电容性效应带来的差异问题，实验室及第三方机构多采用多次10ms分段测试拟合得到完整IV曲线。但是使用10ms分段获得相对准确的电性能，需设置几十甚至上百次的分段测试才能满足此类型太阳电池及组件的测试需求。工业端要求满足高效、低成本、高重复精度的测试解决方案，实验室及第三方机构要求整体可控且高度稳定性的测试方案，当前的测试方案都存在较大的短板，无法满足上述要求。
当前工业端多采取长脉宽配套电子负载调制来更好解决测试对象的电容效应，以便更准确获得电性能参数。但长脉宽需要测试设备具备良好的性能，长脉宽测试过程中光源释放的总能量相比更大，光源部分损耗及设备功耗较大，当前太阳模拟器多采用氙灯作为光源，氙灯是耗材，对应用端而言，使用长脉宽测试带来的能耗与耗材成本相对较多。随着HJT相关产品的试产、推广，当前的长脉宽技术无法有效准确的测试该类型太阳电池及组件，影响该技术的发展。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种基于电子负载非线性驱动的太阳电池及组件的电性能测试方法。
本发明所述太阳电池及组件的电性能测试方法，将每一采样点的电压对应采集***的输出值记为DA， DA的最大值为DAmax；包括：
第一部分，电子负载在断路状态下，经延时后采集数据， DA输出为DAmax；采集获得数据Voc；该部分时长为t1；电子负载初始处于开路状态，该状态持续保持一段时间确保被测对象已处于平台期，再进一步采集对应的电性能参数。
第二部分，电子负载由断路调整至短路再逐步调整至断路状态，该部分过程中电子负载调整速率采用非线性调整，电子负载调整频率从高到低变化；包括时长分别为t2、t3、t4三个阶段，时长满足关系t3=t2+t4；时长为t2阶段采集获得数据Isc；时长为t3阶段采集获得数据Pmax；时长为t4阶段采集获得数据Voc0；由于电容效应及脉宽不足等因素，Voc0的测试数据误差较大，实际应用中通常使用前述求得的Voc，误差较小。
前述t1、t2、t3和t4的总和为整个测试过程的有效脉宽时间。
进一步，本发明所述太阳电池及组件的电性能测试方法，所述电子负载调整采用非线性调整具体包括三个阶段：
第一阶段，时长为t2；使电子负载的调整速率对应满足DA的输出范围由DA0到DA1，其中DA0设定为过零点值，因为由负值到零的过程才能精准采集到短路状态的Isc ；DA1为0.72DAmax-0.77DAmax；采集获得数据Isc；该阶段测试回路的等效电阻值很小，电流很大，电压很小，被测对象电容效应较小，因此电子负载调整后即可快速进行数据采集，无需进行过多采集延时，因此可求得准确的Isc值。
第二阶段，时长为t3；降低电子负载调整频率，使电子负载的调整速率对应满足DA的输出范围由DA1到DA2，其中DA1为0.72DAmax-0.77DAmax；DA2为0.77DAmax-0.78DAmax；在采样平台期内采集获得数据Pmax；电子负载调整导致测试回路中的等效电阻变大，导致测试回路中电流减小，电压迅速变大，此时电容效应较大，此阶段为被测对象的最大功率区间，此时减少电子负载的调整次数，从而确保采集延时有足够的时长来确保采集数据处于采样的平台期，在平台期采样可获取准确的电性能参数，为确保满足上述条件，该阶段时长占第二部分采集时长的二分之一，即时长满足关系t3=t2+t4。
第三阶段，时长为t4；使电子负载的调整速率对应满足DA的输出范围由DA2到DA3，其中DA2为0.77DAmax-0.78DAmax；DA3小于等于DAmax；采集获得数据Voc0。
更进一步，本发明所述太阳电池及组件的电性能测试方法，所述第二阶段的电子负载调整范围及调整次数为第一阶段电子负载调整范围及调整次数的十分之一到五十分之一。
更进一步，本发明所述太阳电池及组件的电性能测试方法，所述第一部分时长t1取值为1-10ms。
本发明所述太阳电池及组件的电性能测试方法，通过电子负载的非线性驱动准确定位最大功率区间，从而在测试过程中获取准确的Pmax值，可有效降低大电容效应测试对象的测试脉冲宽度，可等效线性测试模式的数十倍至百倍；基于短脉冲宽度测试大电容效应，可有效解决终端客户对产能节拍，功耗及设备综合使用成本等方面的核心诉求，降低应用端应用成本，适于推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例所述太阳电池及组件的电性能测试方法结果示意图；
图2为本发明实施例所述第一部分电压变化示意图；
图3为本发明实施例所述第一阶段电压变化示意图；
图4为本发明实施例所述第二阶段电压变化示意图；
图5为本发明实施例所述第三阶段电压变化示意图；
图6为本发明所述实施例所测得的电压与电流数据图。
具体实施方式
下面通过附图及实施例对本发明所述太阳电池及组件的电性能测试方法进行详细说明。
如图1所示，在本公开实施例中，以I-V测试模式为例，在本实施例测试方法的第一部分电子负载初始处于开路状态，如图2所示，该状态经延时确保被测对象已处于平台期，再进一步采集对应的电性能参数；此时，AD采集到的电压参数为被测对象的Voc。此部分的时间设定t1为10ms。该部分的时间，在具体测试环境下与测试的硬件环境相关联，根据实际情况进行调整即可。
第一部分结束后，进入第二部分，电子负载由断路调整至短路状态，再从短路状态逐步调整至断路状态；该过程中电子负载调整速率为非线性调整，起始阶段调整频率变化较大，为避免测试数据失真，该部分后端频率调整逐渐减小；该部分包括三个阶段：
第一阶段，电子负载迅速从断路调整至短路状态，该阶段的总时间为t2， DA变化范围由DA0到DA1，其中DA0为过零点的值，此时AD采集到的电流参数即为Isc，DA1等于0.75DAmax（即0.75倍的DAmax）。
第二阶段，该阶段的电子负载调整范围及调整次数为第一阶段的二十分之一；该阶段时长占第二部分总采集时长的二分之一，该阶段时长记为t3，DA变化范围由DA1到DA2，其中DA1等于0.75DAmax，DA2等于0.78DAmax（即0.78倍的DAmax）。在该阶段，时间占比相对较长，而DA的调整次数及调整范围应尽可能的短，通过上述设计确保采样延时足够长，足够确保采集数据处于采集平台期，最终确保采集数据的准确性，获得准确的Pmax值。
第三阶段，该段时长记为t4，DA变化范围为DA2到DA3，其中DA2等于0.78DAmax，DA3应小于或等于DAmax。DA3阶段AD采集的电压信号为被测对象的Voc0值，即测试过程结束。
在本公开实施例中，图1、图2、图3、图4、图5中均是横轴代表时间，纵轴代表电压。
图6为本公开实施例所测得的电压与电流数据，其中1-7为第一部分断路状态的数据，即测试得到的Voc数据；该段时间根据被测对象的特征通常几个毫秒就可以满足测试需求；
数据8至107，其中的100个数据为第二部分的第一阶段，该阶段的时长占据第一至第三阶段的四分之一时间，该阶段的对应曲线如图3所示；
数据108至308，其中的200个数据为第二部分的第二阶段，该阶段的时长占第一至第三阶段的二分之一；如图4所示，本阶段的数据变化为线性变化；
数据309至407，其中的100个数据为第二部分的第三阶段，该段时长占第一至第三阶段的四分之一；如图5所示，本阶段数据变化为非线性变化。
本公开实施例通过第一部分求得被测对象的Voc，通过设定第二阶段DA调整范围，基于精准调控该段的范围区间来准确定位最大功率区间，从而在测试过程中获取准确的Pmax值，基于上述公开实施例，可有效降低大电容效应测试对象的测试脉冲宽度，可等效线性测试模式的数十倍至百倍，基于短脉冲宽度测试大电容效应，可有效解决终端客户对产能节拍、功耗及设备综合使用成本等方面的核心诉求，同时达到降低应用端应用成本的目的。
Claims (4)
1.一种太阳电池及组件的电性能测试方法，将每一采样点的电压对应采集***的输出值记为DA，DA的最大值为DAmax；其特征在于包括：
第一部分，电子负载在断路状态下，经延时后采集数据， DA输出为DAmax；采集获得数据Voc；该第一部分时长为t1；
第二部分，电子负载由断路调整至短路再逐步调整至断路状态，该第二部分过程中电子负载调整速率采用非线性调整，电子负载调整频率从高到低变化；包括时长分别为t2、t3、t4三个阶段，时长满足关系t3=t2+t4；时长为t2阶段采集获得数据Isc；时长为t3阶段采集获得数据Pmax；时长为t4阶段采集获得数据Voc0；
前述t1、t2、t3和t4的总和为整个测试过程的有效脉宽时间。
2.根据权利要求1所述太阳电池及组件的电性能测试方法，其特征在于：所述电子负载调整采用非线性调整具体包括三个阶段：
第一阶段，时长为t2；使电子负载的调整速率对应满足DA的输出范围由DA0到DA1，其中DA0设定为过零点值，DA1为0.72DAmax-0.77DAmax；采集获得数据Isc；
第二阶段，时长为t3；降低电子负载调整频率，使电子负载的调整速率对应满足DA的输出范围由DA1到DA2，其中DA1为0.72DAmax-0.77DAmax，DA2为0.77DAmax-0.78DAmax；在采样平台期内采集获得数据Pmax；
第三阶段，时长为t4；使电子负载的调整速率对应满足DA的输出范围由DA2到DA3，其中DA2为0.77DAmax-0.78DAmax；DA3小于等于DAmax；采集获得数据Voc0。
3.根据权利要求2所述太阳电池及组件的电性能测试方法，其特征在于：所述第二阶段的电子负载调整范围及调整次数为第一阶段电子负载调整范围及调整次数的十分之一到五十分之一。
4.根据权利要求3所述太阳电池及组件的电性能测试方法，其特征在于：所述第一部分时长t1取值为1-10ms。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN1538187A (zh) * | 2003-10-23 | 2004-10-20 | 上海交通大学 | 单次闪光薄膜太阳电池组件测试仪 |
| JP2013142673A (ja) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 部分放電測定装置、部分放電測定方法、および部分放電測定プログラム |
| CN106411258A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-15 | 陕西众森电能科技有限公司 | 一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法 |
| CN111817666A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-10-23 | 丰郅(上海)新能源科技有限公司 | 应用于光伏组件智能管理的电路及其启动方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US7193872B2 (en) * | 2005-01-28 | 2007-03-20 | Kasemsan Siri | Solar array inverter with maximum power tracking |
| US10715252B2 (en) * | 2018-09-05 | 2020-07-14 | Purdue Research Foundation | System and method for using a solar cell in wireless communication |
-
2021
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1538187A (zh) * | 2003-10-23 | 2004-10-20 | 上海交通大学 | 单次闪光薄膜太阳电池组件测试仪 |
| JP2013142673A (ja) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 部分放電測定装置、部分放電測定方法、および部分放電測定プログラム |
| CN106411258A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-15 | 陕西众森电能科技有限公司 | 一种太阳电池及组件短脉冲宽度电性能测试方法 |
| CN111817666A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-10-23 | 丰郅(上海)新能源科技有限公司 | 应用于光伏组件智能管理的电路及其启动方法 |
| CN113497588A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-10-12 | 陕西众森电能科技有限公司 | 一种太阳电池及组件电性能测试方法及装置 |
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