一种双面太阳能电池测试设备的制作方法与工艺

文档序号:12925407
本实用新型涉及太阳能电池技术领域,尤其涉及一种双面太阳能电池测试设备。

背景技术:
太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能,利用光生伏特效应把光能转换成电能的器件,当太阳光照在半导体P-N结(P-NJunction)上,形成新的空穴-电子对(V-Epair),在P-N结电场的作用下,空穴由N区流向P区,电子由P区流向N区,接通电路后就形成电流。由于是利用各种势垒的光生伏特效应将太阳光能转换成电能的固体半导体器件,故又称太阳能电池或光伏电池,是太阳能电池阵电源系统的重要组件。太阳能电池主要有晶硅(Si)电池,三五族半导体电池(GaAs,Cds/Cu2S,Cds/CdTe,Cds/InP,CdTe/Cu2Te),无机电池,有机电池等,其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。晶硅太阳能电池的基本材料为纯度达0.999999、电阻率在10欧·厘米以上的P型单晶硅,业界主流的太阳能电池为单面受光太阳能电池,包括正面绒面、正面p-n结、正面减反射膜、正背面电极等部分。随着技术的发展,双面受光太阳能电池因为光电转换效率高将逐渐从实验室走向工业化大生产,然而目前市场上没有一种设备可以模拟实际使用现场,测量双面太阳能电池的光电转换效率,因此,有必要提出一种双面太阳能电池测试设备,用于弥补目前的市场空缺。本实用新型提出一种双面太阳能电池测试设备,模拟双面太阳能电池的实际使用现场,并测量双面太阳能电池的光电转换效率。

技术实现要素:
本实用新型要解决的技术问题是提供一种双面太阳能电池测试设备,模拟双面太阳能电池的实际使用现场,并测量双面太阳能电池的光电转换效率。为了解决上述技术问题,本实用新型提出一种双面太阳能电池测试设备,包括光源、第一探针排、双面太阳能电池、反光物、第二探针排以及与所述第一探针排和所述第二探针排相连接的控制系统,所述第一探针排位于所述光源与所述双面太阳能电池之间,所述第二探针排位于所述反光物与所述双面太阳能电池之间,所述双面太阳能电池位于所述第一探针排与所述第二探针排之间,所述第一探针排包括若干第一探针,所述第二探针排包括若干第二探针,所述第一探针和第二探针分别均匀的分布于所述双面太阳能电池的两面,所述第一探针排和第二探针排同步转动,并带动所述双面太阳能电池转动。优选地,所述反光物为反光镜、水泥墙面、水泥地面、草坪、水面、雪地或土地面。优选地,所述第一探针排与所述第二探针排沿顺时针和/或逆时针转转动,转动角度范围为0°到90°。优选地,所述光源为氙灯,所述光源的数量为1-10个,所述光源与所述双面太阳能电池之间的间距为2-100cm。优选地,所述光源的数量为2-10个,所述光源均匀的分布于所述双面太阳能电池的一侧。优选地,所述第一探针排包括2-8排第一探针,每排包括5-20个第一探针,所述第一探针呈阵列式均匀分布于所述双面太阳能电池的一面;所述第二探针呈阵列式分布于所述第二探针排上,其中所述第二探针排包括2-8排第二探针,每排包括5-20个第二探针,所述第二探针呈阵列式均匀分布于所述双面太阳能电池的另一面。优选地,所述双面太阳能电池为N型太阳能电池。优选地,所述双面太阳能电池为P型双面太阳能电池,所述P型双面太阳能电池包括背银主栅、铝栅线、背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极;所述背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极从下至上依次层叠连接,所述背面氮化硅膜和背面氧化铝膜经过激光开槽后形成30-500个平行设置的激光开槽区,每个激光开槽区内设置至少1组激光开槽单元;每条铝栅线设于每个激光开槽区下方,所述铝栅线通过激光开槽区与P型硅相连;所述铝栅线与背银主栅垂直连接。优选地,所述第一探针由导电性能好的金属或合金制成;所述第二探针由导电性能好的金属或合金制成。优选地,所述第一探针有金、金合金或银制成;所述第二探针有金、金合金或银制成。与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:本实用新型提供的双面太阳能电池测试设备,采用了辐射光谱能量分布与日光相接近的氙灯,对所述光源与所述双面太阳能电池之间的间距,光源分布于所述双面太阳能电池表面的分布情况,所述第一探针及第二探针的材质及其分布于所述双面太阳能电池两面的分布情况,均进行了合理的优化限定,模拟了所述双面太阳能电池实际使用场合被不同的反光物反射太阳光以及太阳光不断变化的照射角度,最大限度的保证了所述双面太阳能电池测试设备测量的准确性和客观性。附图说明图1为本实用新型提供的双面太阳能电池测试设备器的结构示意图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步的详细说明。如图1所示,一种双面太阳能电池测试设备,包括光源1、第一探针排2、双面太阳能电池3、反光物4、第二探针排5以及与所述第一探针排2和所述第二探针排5相连接的控制系统6,所述第一探针排2位于所述光源1与所述双面太阳能电池3之间,所述第二探针排5位于所述反光物4与所述双面太阳能电池3之间,所述双面太阳能电池3位于所述第一探针排2与所述第二探针排5之间,所述第一探针排2包括若干第一探针21,所述第二探针排5包括若干第二探针51,所述第一探针21和第二探针51分别均匀的分布于所述双面太阳能电池3的两面,所述第一探针排2和第二探针排5同步转动,并带动所述双面太阳能电池3转动。所述光源1为氙灯,所述光源1的数量为1-10个,具体根据实际需要进行设置,当所述光源1的数量为2个或2个以上时,所述光源1均匀的分布于所述双面太阳能电池3的一侧,所述光源1与所述双面太阳能电池3之间的间距为2-100cm。此处需要说明的是,首先,由于氙灯具有辐射光谱能量分布与日光相接近,连续光谱部分的光谱分布几乎与氙灯输入功率变化无关,在寿命期内光谱能量分布也几乎不变,光、电参数一致性好,工作状态受外界条件变化的影响小,氙灯一经燃点,几乎是瞬时即可达到稳定的光输出;灯灭后,可瞬时再燃点等优点,充分保证了所述双面太阳能电池测试设备测试所述双面太阳能电池的准确性;其次,当所述光源1的数量为2个或2个以上时,所述光源1均匀的分布于所述双面太阳能电池3的一侧,用于保证所述双面太阳能电池3的一侧表面均匀的受到所述光源1的照射,从而进一步保证了所述双面太阳能电池测试设备测试的准确性;最后,当所述光源1与所述双面太阳能电池3之间的间距小于2cm,所述光源1与所述双面太阳能电池3之间的距离过小,导致光源不能均匀的照射到所述双面太阳能电池的表面上,影响所述双面太阳能电池3的光电转换效率,违背了测试设备测试的客观性,当所述光源1与所述双面太阳能电池3之间的间距大于100cm,所述光源1与所述双面太阳能电池3之间的距离过大,到达所述双面太阳能电池3表面的光强减小,影响所述双面太阳能电池3的光电转换效率,违背了测试设备测试的客观性,因此,将所述光源1与所述双面太阳能电池3之间的距离设置为本实用新型所陈述的范围内,用以保证测量所述双面太阳能电池3光电转换效率的客观性和准确性。所述第一探针排2位于所述双面太阳能电池3与所述光源1之间,用于测量所述双面太阳能电池3的一面输出的电流和电压,其包括若干第一探针21,具体的,所述第一探针21呈阵列式分布于所述第一探针排2上,其中所述第一探针排2包括2-8排第一探针21,每排包括5-20个第一探针21,所述第一探针21呈阵列式均匀分布于所述双面太阳能电池3的一面,用于保证所述双面太阳能电池上不同区域均能被检测到,用以保证所述双面太阳能电池测试设备测试的客观性和准确性。更佳地,所述第一探针21由导电性能好的金属或合金制成,具体的,所述第一探针21有金、金合金或银制成,此处,由于导电性能好的探针电阻小,其对所述双面太阳能电池3的电流及电压的输出影响很小,从而保证了测试所述双面太阳能电池的光电转换效率的客观性和准确性。所述双面太阳能电池3位于所述第一探针排2与所述第二探针排5之间,便于所述双面太阳能电池被测量。所述双面太阳能电池3可以为P型双面太阳能电池或N型太阳能电池,具体根据实际生产需要选择所述双面太阳能电池的类型;本实施例中,所述双面太阳能电池3为P型双面太阳能电池,所述P型双面太阳能电池包括背银主栅、铝栅线、背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极;所述背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极从下至上依次层叠连接,所述背面氮化硅膜和背面氧化铝膜经过激光开槽后形成30-500个平行设置的激光开槽区,每个激光开槽区内设置至少1组激光开槽单元;每条铝栅线设于每个激光开槽区下方,所述铝栅线通过激光开槽区与P型硅相连;所述铝栅线与背银主栅垂直连接。所述反光物4用于模拟所述双面太阳能电池的实际应用场合,具体根据实际的应用场合而定,如所述反光物4为反光镜、水泥墙面、水泥地面、草坪、水面、雪地或土地面等。所述第二探针排5位于所述双面太阳能电池3与所述反光物4之间,用于测量所述双面太阳能电池3的另一面输出的电流和电压,其包括若干第二探针51,具体的,所述第二探针51呈阵列式分布于所述第二探针排5上,其中所述第二探针排5包括2-8排第二探针51,每排包括5-20个第二探针51,所述第二探针51呈阵列式均匀分布于所述双面太阳能电池3的另一面,用于保证所述双面太阳能电池3上不同区域均能被检测到,用以保证所述双面太阳能电池测试设备测试的客观性和准确性。更佳地,所述第二探针51由导电性能好的金属或合金制成,具体的,所述第二探针51有金、金合金或银制成,此处,由于导电性能好的探针电阻小,其对所述双面太阳能电池3的电流及电压的输出影响很小,从而保证了测试所述双面太阳能电池3的光电转换效率的客观性和准确性。所述第一探针排2与所述第二探针排5同步转动,并带动所述双面太阳能电池3转动,具体地,所述第一探针排2与所述第二探针排5沿顺时针和/或逆时针转转动,转动角度范围是0°到90°,使得所述光源1从不同的角度照射所述双面太阳能电池3,用于模拟实际应用场合太阳光从不同照射角度照射所述双面太阳能电池3,达到仿真的太阳光照射所述双面太阳能电池的效果。所述控制系统6与所述第一探针排2和所述第二探针排5相连接,所述第一探针排2测量的双面太阳能电池3的电流和电压并输入至所述控制系统6,所述控制系统6根据接收到的电流及电压计算出所述双面太阳能电池一面的光电转换效率;所述第二探针排5测量的双面太阳能电池3另一面的电流和电压并输入至所述控制系统6,所述控制系统6根据接收到的电流及电压计算出所述双面太阳能电池另一面的光电转换效率;还可以根据所述第一探针排2和第二探针排5输入的双面太阳能电池3两面的电流和电压,计算出所述双面太阳能电池两面的光电转换效率。此处需要说明的是,光电转换效率的计算公式为:其中,I表示太阳能电池的输出电流,V表示太阳能电池的输出电压,日照强度即为本实用新型的所述光源光强,收光面积即为所述双面太阳能电池的收光面积。上式(1)中的所述双面太阳能电池的收光面积为固定值,采用了辐射光谱能量分布与日光相接近的氙灯,最大限度的减小了光源与日光之间的差距,故测量所述双面太阳能电池的电流和电压是决定测量所述光电转换效率准确与否的必要因素,本实用新型对所述光源与所述双面太阳能电池之间的间距,光源分布于所述双面太阳能电池表面的分布情况,所述第一探针及第二探针的材质及其分布于所述双面太阳能电池两面的分布情况,均进行了合理的优化限定,模拟了所述双面太阳能电池实际使用场合被不同的反光物反射太阳光以及太阳光不断变化的照射角度,最大限度的保证了所述双面太阳能电池测试设备测量的准确性和客观性。与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:本实用新型提供的双面太阳能电池测试设备,采用了辐射光谱能量分布与日光相接近的氙灯,对所述光源与所述双面太阳能电池之间的间距,光源分布于所述双面太阳能电池表面的分布情况,所述第一探针及第二探针的材质及其分布于所述双面太阳能电池两面的分布情况,均进行了合理的优化限定,模拟了所述双面太阳能电池实际使用场合被不同的反光物反射太阳光以及太阳光不断变化的照射角度,最大限度的保证了所述双面太阳能电池测试设备测量的准确性和客观性。以上所述是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。...
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