光伏組件IV測(cè)試原理及公式

作者：admin2023-09-02 17:51 熱度：27440

光伏組件IV測(cè)試原理及公式

IV測(cè)試的必要性

光伏發(fā)電是新能源開(kāi)發(fā)利用的代表。從光伏發(fā)電提供動(dòng)力源的階段，延伸到新能源動(dòng)能的使用端鏈條，中國(guó)相關(guān)企業(yè)已經(jīng)位于世界第一梯隊(duì)。光伏IV曲線(xiàn)測(cè)試是分析光伏組件發(fā)電性能的重要依據(jù)。組件出廠時(shí)需要進(jìn)行IV曲線(xiàn)測(cè)試，以確定組件的電性能是否正常和功率大小。

02. 光伏電池電路

理想電路中，串聯(lián)電阻為0Ω，并聯(lián)電阻為∞，光伏電池的輸出功率最大，我們?cè)诠ぷ髦兄饕ㄟ^(guò)各種辦法降低串阻以及提高并阻來(lái)增加電池的轉(zhuǎn)換效率。

等效電路：

Isc 短路電流 RS 串聯(lián)電阻

包括光伏電池的體電阻、表面電阻、電極電阻、電極與硅片表面的接觸電阻等；

Rsh 并聯(lián)電阻，又稱(chēng)為旁漏電阻

主要因素為硅片邊緣污染及內(nèi)部缺陷引起

03. 光伏測(cè)試原理圖

測(cè)試電路原理圖

雙面電池測(cè)試示意圖

測(cè)試控制示意圖

04. 轉(zhuǎn)換效率技術(shù)公式

1. 電性能參數(shù)計(jì)算公式

Pin 為單位面積的入射光功率W/m2，Pin 標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)是指: 光譜AM1.5、測(cè)試溫度25度狀態(tài)下1000w/m2；

S 為電池單體面積m2；

最大功率Pmpp=Isc*Uoc*FF；

FF=Impp*Umpp/（Isc*Uoc）；

轉(zhuǎn)換效率η= Pmpp/（Pin*S）= Uoc*Isc*FF /（Pin*S）；

2. 主要電性能參數(shù)

① Uoc：開(kāi)路電壓：

是指電池?zé)o電流通過(guò)時(shí)正負(fù)極之間的電位差；

計(jì)算方法：將電流數(shù)組相鄰的電流值兩兩相乘，當(dāng)結(jié)果小于等于零時(shí)，說(shuō)明I-V線(xiàn)與橫軸相交，此時(shí)對(duì)應(yīng)電壓數(shù)組中的值即為開(kāi)路電壓。

理論上我們要求開(kāi)路電壓越高越好，開(kāi)壓主要受以下條件影響：

a. 硅片本身的少子壽命；

b. 擴(kuò)散均勻性；

c. 鋁背場(chǎng)的燒結(jié)和鋁漿料的選用，鋁在硅中是作為P型摻雜，它可以減少金屬與硅交接處的少子復(fù)合，從而提高開(kāi)路電壓和短路電流，改善對(duì)紅外線(xiàn)的響應(yīng)；

d. 背場(chǎng)厚度適當(dāng)增加，有利于更好的吸附雜質(zhì)，減少因雜質(zhì)引起的復(fù)合中心，能提高電池的短路電流和開(kāi)路電壓，增加長(zhǎng)波段光的響應(yīng);

② Isc：短路電流

正負(fù)極短路情況下的電流，將電流數(shù)組相鄰的電壓值兩兩相乘，當(dāng)結(jié)果小于等于零時(shí)，說(shuō)明I-V線(xiàn)與橫軸相交，此時(shí)對(duì)應(yīng)電流數(shù)組中的值即為短路電流。

a. 金屬電極與硅的接觸電阻是影響太陽(yáng)能電池填充因子和短路電流而影響光電轉(zhuǎn)換效率的重要因素之一；金屬電極離PN結(jié)薄層越近越好，這樣更有利于對(duì)少數(shù)載流子(少子)的吸收；燒結(jié)工藝的調(diào)試使接觸電阻越小越好；

b. 短路電流基本與Rsh無(wú)關(guān)，但受Rs的影響，隨著Rs的增大，Isc會(huì)減?。?/span>

c. 表面復(fù)合速率:低的表面復(fù)合速率有助于提高Isc；

d. 減小細(xì)柵線(xiàn)線(xiàn)寬：這樣減小遮光面積，產(chǎn)生更多的光生載流子；

e. 增大細(xì)柵線(xiàn)高度：更好的搜集硅表面的自由電子。

③ Rs：串聯(lián)電阻

在任何一個(gè)實(shí)際的太陽(yáng)電池中，都存在著串聯(lián)電阻，其來(lái)源正柵金屬柵線(xiàn)電阻、正面、背面金屬半導(dǎo)體接觸電阻、正面擴(kuò)散層的電阻、基區(qū)體電阻、背面電極金屬層電阻。

a. 不過(guò)通常情況下，串聯(lián)電阻主要來(lái)自薄擴(kuò)散層。PN結(jié)收集的電流必須經(jīng)過(guò)表面薄層再流入最靠近的金屬導(dǎo)線(xiàn)，這就是一條存在電阻的路線(xiàn)，顯然通過(guò)金屬線(xiàn)的密布可以使串聯(lián)電阻減小。

b. 判斷燒結(jié)工藝的好壞應(yīng)在保證P/N結(jié)特性良好的前提下使接觸電阻（Rse）越小越好,因不同檢測(cè)機(jī)臺(tái)的差異性，調(diào)試燒結(jié)時(shí)盡量在同一檢測(cè)機(jī)臺(tái)測(cè)試，對(duì)比數(shù)據(jù)。

c. 理想狀態(tài)下金屬柵線(xiàn)離N區(qū)薄層越接近越好；這樣可以通過(guò)調(diào)節(jié)燒銀的溫度來(lái)使金屬柵線(xiàn)更接近N區(qū)薄層，但不能產(chǎn)生過(guò)燒，燒穿PN結(jié)。

④ FF：填充因子

a. 在光電池的伏安特性曲線(xiàn)任一工作點(diǎn)上的輸出功率等于該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的矩形面積，其中只有一點(diǎn)是輸出最大功率，稱(chēng)為工作點(diǎn)，該點(diǎn)的電壓和電流分別稱(chēng)為工作電壓Umpp和工作電流Impp。

b. 它表示了最大輸出功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Umpp和Impp所組成的矩形面積占Uoc和Isc所組成的曲線(xiàn)面積的百分比。特性好的太陽(yáng)能電池就是能獲得較大功率輸出的太陽(yáng)能電池，也就是Uoc，Isc和FF乘積較大的電池。對(duì)于有合適效率的電池，該值應(yīng)0.70-0.85范圍之內(nèi).

c. 盡量減少鋁漿與銀鋁漿的重疊部分，在顯微鏡下觀察兩者重疊部分嚴(yán)重發(fā)黑，即大量的有機(jī)溶劑沒(méi)有充分揮發(fā)，這樣就嚴(yán)重影響電池效率和填充因子。

高效太陽(yáng)能組件iv檢測(cè)設(shè)備

產(chǎn)品介紹:

愛(ài)疆自主研發(fā)的ZG500型號(hào)設(shè)備滿(mǎn)足行業(yè)光譜標(biāo)準(zhǔn)：1.A+A+A+性能；不均勻度、光譜匹配度、光強(qiáng)穩(wěn)定度三大核心性能指標(biāo)均超過(guò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.全光譜；光譜范圍滿(mǎn)足300-1200nm范圍，實(shí)現(xiàn)高效晶硅電池的全光譜測(cè)試，測(cè)試準(zhǔn)確性大幅提高。太陽(yáng)電池組件采用四線(xiàn)連接，以及高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，確保了太陽(yáng)電池電流測(cè)量的準(zhǔn)確性。紅外無(wú)接觸式測(cè)溫，準(zhǔn)確測(cè)出組件溫度，確保了溫度修正的準(zhǔn)確性。

性能特點(diǎn)：

1.A+A+A+標(biāo)準(zhǔn)：高于IEC60904-92020標(biāo)準(zhǔn)

2.300-1200nm全光譜：更加真實(shí)反映組件在各波段響應(yīng)能力

3.A+級(jí)光譜匹配

4.電子負(fù)載：掃描方向支持Isc→Voc和Voc→Isc兩種模式

5.測(cè)量對(duì)象：PERC、N型、TOPcon、HJT、CIGS、普通晶硅等技術(shù)組件

6.輻照度：調(diào)節(jié)范圍可定制，最低至200 W/m2

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