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光伏組件IV測試原理及公式

作者：admin2023-09-02 17:51 熱度：27428

光伏組件IV測試原理及公式


01

IV測試的必要性

光伏發(fā)電是新能源開發(fā)利用的代表。從光伏發(fā)電提供動力源的階段，延伸到新能源動能的使用端鏈條，中國相關(guān)企業(yè)已經(jīng)位于世界第一梯隊。光伏IV曲線測試是分析光伏組件發(fā)電性能的重要依據(jù)。組件出廠時需要進(jìn)行IV曲線測試，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

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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，我們在工作中主要通過各種辦法降低串阻以及提高并阻來增加電池的轉(zhuǎn)換效率。

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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. 光伏測試原理圖

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 測試電路原理圖


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雙面電池測試示意圖


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測試控制示意圖






04. 轉(zhuǎn)換效率技術(shù)公式


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1. 電性能參數(shù)計算公式

Pin 為單位面積的入射光功率W/m2，Pin 標(biāo)準(zhǔn)光強是指: 光譜AM1.5、測試溫度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）；
7.png
2. 主要電性能參數(shù)
① Uoc：開路電壓：
是指電池?zé)o電流通過時正負(fù)極之間的電位差；
計算方法：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，說明I-V線與橫軸相交，此時對應(yīng)電壓數(shù)組中的值即為開路電壓。
理論上我們要求開路電壓越高越好，開壓主要受以下條件影響：
a. 硅片本身的少子壽命；
b. 擴散均勻性；
c. 鋁背場的燒結(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，從而提高開路電壓和短路電流，改善對紅外線的響應(yīng)；
d. 背場厚度適當(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路電壓，增加長波段光的響應(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，說明I-V線與橫軸相交，此時對應(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無關(guān)，但受Rs的影響，隨著Rs的增大，Isc會減??；
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)柵線線寬：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
在任何一個實際的太陽電池中，都存在著串聯(lián)電阻，其來源正柵金屬柵線電阻、正面、背面金屬半導(dǎo)體接觸電阻、正面擴散層的電阻、基區(qū)體電阻、背面電極金屬層電阻。
a. 不過通常情況下，串聯(lián)電阻主要來自薄擴散層。PN結(jié)收集的電流必須經(jīng)過表面薄層再流入最靠近的金屬導(dǎo)線，這就是一條存在電阻的路線，顯然通過金屬線的密布可以使串聯(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,因不同檢測機臺的差異性，調(diào)試燒結(jié)時盡量在同一檢測機臺測試，對比數(shù)據(jù)。
c. 理想狀態(tài)下金屬柵線離N區(qū)薄層越接近越好；這樣可以通過調(diào)節(jié)燒銀的溫度來使金屬柵線更接近N區(qū)薄層，但不能產(chǎn)生過燒，燒穿PN結(jié)。
④ FF：填充因子
a. 在光電池的伏安特性曲線任一工作點上的輸出功率等于該點所對應(yīng)的矩形面積，其中只有一點是輸出最大功率，稱為工作點，該點的電壓和電流分別稱為工作電壓Umpp和工作電流Impp。
b. 它表示了最大輸出功率點對應(yīng)的Umpp和Impp所組成的矩形面積占Uoc和Isc所組成的曲線面積的百分比。特性好的太陽能電池就是能獲得較大功率輸出的太陽能電池，也就是Uoc，Isc和FF乘積較大的電池。對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，即大量的有機溶劑沒有充分揮發(fā)，這樣就嚴(yán)重影響電池效率和填充因子。



高效太陽能組件iv檢測設(shè)備

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產(chǎn)品介紹:

愛疆自主研發(fā)的ZG500型號設(shè)備滿足行業(yè)光譜標(biāo)準(zhǔn)：1.A+A+A+性能；不均勻度、光譜匹配度、光強穩(wěn)定度三大核心性能指標(biāo)均超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.全光譜；光譜范圍滿足300-1200nm范圍，實現(xiàn)高效晶硅電池的全光譜測試，測試準(zhǔn)確性大幅提高。太陽電池組件采用四線連接，以及高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，確保了太陽電池電流測量的準(zhǔn)確性。紅外無接觸式測溫，準(zhǔn)確測出組件溫度，確保了溫度修正的準(zhǔn)確性。

性能特點：

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

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

3.A+級光譜匹配 

4.電子負(fù)載：掃描方向支持Isc→Voc和Voc→Isc兩種模式

5.測量對象：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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