一种标准太阳电池的验收测试方法-朱冰洁-solarbe文库

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一种标准太阳电池的验收测试方法国家太阳能光伏产品质量监督检验中心朱冰洁 2018.11.10 研究背景1 CONTENTS 标准太阳电池结构与制备2 4 总结5 验收测试方案3 试验结果研究背景研究背景  量值传递光伏标准电池是光伏行业中非常重要的标准器件，它通常作为标准物质使用，对光伏组件或光伏电池测量起到量值溯源的作用。  模拟器标定标准太阳电池是标定太阳模拟器辐照度的重要依据，通过标准太阳电池来标定太阳模拟器辐照度，使其达到 1000 W/m2的光强，进而在这一条件下测试电池片或光伏组件。  稳定性要求光伏标准电池性能的稳定性、数据准确性对光伏组件和电池的测量有着十分重要的影响，标准太阳电池在正式投入使用前，必须经过一系列验收测试。标准太阳电池结构与制备标准太阳电池结构与制备石英玻璃铝合金上盖板晶体硅电池可伐合金基板铂电阻 Pt100 铝合金基底 LEMO连接器铝合金后盖板标准太阳电池结构与制备 晶体硅电池选用高效率的单晶硅电池片先进行稳定性处理，切割成 20mm 20mm，并作绝缘处理，引出正负极。 石英玻璃选用紫外高透石英方形玻璃片，玻璃表面经过细磨精抛光，在 300-1200nm波段下透过率超过 91。标准太阳电池结构与制备 铝合金外壳采用 6061铝合金，具有加工性能佳、抗腐蚀性好、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷等优良特点。铝件本体加工完成后，表面进行抛丸及硬质氧化处理。 可伐合金基板采用 4J29可伐合金，在 20450℃ 范围内具有与硬玻璃相近的线膨胀系数，与相应的硬玻璃能进行有效封接匹配。将可伐合金加工成型后，进行哑光黑喷塑处理。标准太阳电池结构与制备 Pt100铂电阻铂电阻 Pt100采用四线法连接至 LEMO连接器上，安装于可伐合金与铝合金基底之间，紧贴电池片。 LEMO连接器采用 4芯 LEMO连接器，两个 LEMO头母头分别利用四线法与电池片和 Pt100相连接，固定于铝合金基底的一侧边。 组装选用与石英玻璃折射率相近的 EVA按照玻璃 - EVA-晶体硅电池 -EVA-可伐合金的顺序进行层压，接着进行电池， Pt100与 LEMO连接器的焊接，最后进行壳体的安装。验收测试方案验收测试方案依据 IEC60904-2及世界光伏基准的要求对标准太阳电池进行验收测试外观测试反射率测试 PT100温度测试封装前后 STC条件下 I-V特性测试暗态下性能测试光老化测试光稳定性测试老化后性能测试试验结果试验结果 外观测试金属外壳无损伤，玻璃窗口层无裂痕， EVA胶层无气泡、剥离，脱落等现象，窗口视角 163° ，符合使用要求。 反射率测试金属外壳全波段反射率为 4.5左右，可伐合金与玻璃窗口层的全波段反射率为 5 左右，均符合使用要求。试验结果 PT100温度测试记录 PT100在温度为 10℃ 、 20℃ 、 30℃ 、 40℃ 、 50℃ 条件下的数据 10min，如图，变化范围 65，符合标准中对电池的要求。 IscmA VocV PmaxmW FF 封装前 138.4 0.5999 59.86 72.08 封装后 137.1 0.5999 59.18 71.93 试验结果 暗态下性能测试将标准太阳电池置于 25℃ 、暗态条件下，存在较小漏电流，符合使用要求。 光老化测试无温度控制条件下，将标准太阳电池置于 1000W/m2光强下曝晒 2小时，记录其短路电流随时间变化值，光照 20min后，短路电流在 136mA137mA范围内浮动，符合使用要求。试验结果 光稳定性测试光老化试验后， STC条件下，测试标准太阳电池在 30min内的电流稳定性，测量值与平均值最大误差为 0.2，符合使用要求。 光老化后电性能测试经过光老化后，再次测试电池外观、 PT100温度、电性能。外观未发生变化，短路电流与填充因子发生较小衰减，功率衰减 0.17，符合使用要求。 IscmA VocV PmaxmW FF Inicial 137.1 0.5999 59.18 71.93 LID 137.0 0.5999 59.08 71.89 试验结果 光谱响应测试总结  标准太阳电池结构上，窗口视角 163° ，厚度 17.0mm，符合相关标准要求。  内部可伐合金采用哑光黑喷塑处理，反射率低，窗口层采用高透石英玻璃，整体反射率为 5。  通过外观测试、反射率测试、 PT100温度测试、光老化及光稳定性测试，该标准电池的外观、材料透过率、电性能、温度性能及稳定性均符合要求，可以投入使用。欢迎业内同仁交流合作谢谢欢迎批评指正