光伏电池聚光测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请属于光伏领域，特别是涉及一种光伏电池聚光测试装置。
【背景技术】
[0002]近年来，太阳能电池作为一种新型的可再生能源，已经越来越受到了人们的关注，其在能源产业上的地位也越来越重要。随着太阳能技术的不断发展和人们对于高效太阳能电池的不断的深入探究，由多个PN结构成的高效太阳能电池和聚光组件共同组成的聚光太阳能电池系统势必将会成为太阳能电池应用的主流。
[0003]对于多个PN结的太阳能电池，在实际应用过程中，往往都不是直接工作在户外太阳光下，而是要通过聚光透镜把一个大面积的太阳光汇聚到一块很小的电池表面，这样使得该太阳能电池表面单位面积接收到了高于普通太阳光几倍甚至几百倍的光强(具体取决于透镜面积和透镜焦点光斑面积大小的比值)，这样就使得一块同样大小的太阳能电池产生更高的输出电流(输出电流会与聚光倍数成正比)和输出电压，因此可以大幅度的提高太阳能电池的输出功率。
[0004]然而，在不同的光照强度和不同的温度下，太阳能电池的电流-电压特性也会发生变化。因此，需要检验在I个标准太阳光(户外日光)的条件下性能良好的电池是否在高倍聚光条件下仍有优良的电流电压特性，并且希望能够找出该电池在多少聚光倍数下能输出最高的输出功率，在多少聚光倍数下有最高的能量转化效率等。太阳能电池聚光测试系统就是一种能够在高于普通太阳光光强数倍或是数百倍的条件下对太阳能电池进行电流电压性能测试并且有效记录测试数据(开路电压，短路电流，填充因子，效率，串联电阻，并联电阻等)和电流电压曲线的的一套完整系统。
[0005]在当前的太阳能电池聚光测试领域中，往往都是通过添加聚光透镜或者直接用高光强的光源来代替传统的氙灯光源的方法来实现聚光测试。但是由于散射光的存在以及光在传播途径中的损失，聚光倍数不是与聚光透镜到电池表面的距离线性地成比例，因此往往不能准确、定量地校准聚光倍数。换句话说，在光强一定的情况下，现有的采用菲涅尔透镜的聚光测试系统都只能通过改变菲涅尔透镜的位置单纯地增加或者减小聚光倍数，测试人员并不能准确地知道照射到电池表面的光斑的聚光倍数。
[0006]另外，采用聚光光源来实现聚光测试的系统，即把标准光源直接更换为具有一定聚光倍数的聚光光源，直接对电池进行测试，不需要添加任何聚光透镜。这样虽然可以定量地确定单一的聚光倍数，然而被测光斑聚光倍数不可调整是其一大缺点，而且聚光光源造价昂贵，难以广泛应用。
[0007]中国专利第201210558836.4公开了一种太阳能电池聚光测试系统，其通过设置一光阑以实现聚光倍数可调，同时测试人员可以准确地知道照射到电池表面的光斑的聚光倍数。但是其将光阑设置聚光透镜的下方，具有如下缺点:由于经过透镜会聚后的会聚光束能量较高，会带来光阑的局部温度的明显升高，而且高能量聚光比的会聚光束经过光阑散射后，也会导致光阑附近其它部件温度的明显升高，从而给系统稳定性带来潜在风险。
【发明内容】
[0008]本发明的目的提供一种光伏电池聚光测试装置解决现有技术中聚光倍数无法准确确定、聚光倍数不能大范围连续可调以及光阑局部温度明显升高的问题。
[0009]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
本申请实施例公开一种光伏电池聚光测试装置，包括:
支架，包括沿Z轴方向延伸的导杆；
聚光系统，安装于所述支架上，所述的聚光系统包括孔径可调的光阑，以及位于所述光阑下方的透镜；
移动平台，沿Z轴方向滑动于所述导杆上；
工作台，包括第一工作台和第二工作台，所述第一工作台沿Y轴方向滑动于所述移动平台上，所述第二工作台位于所述第一工作台上，并相对所述第一工作台沿X轴方向可移动，所述第二工作台具有可承载被测电池片的承载面；
电池片固定装置；
二次匀光系统，位于所述透镜和工作台之间。
[0010]优选地，在上述的光伏电池聚光测试装置中，所述移动平台具有一延伸部，所述工作台沿Y轴方向可移动至所述延伸部上。
[0011 ] 优选地，在上述的光伏电池聚光测试装置中，所述电池片固定装置包括至少一可翻转的弹片，每个弹片上设有一测试探针，所述弹片上还设有一固定部，所述固定部上开设有多个角度控制槽，所述测试探针可拆卸安装于所述角度控制槽内。
[0012]优选地，在上述的光伏电池聚光测试装置中，所述每个弹片末端的底部固定有向下凸起的压脚。
[0013]优选地，在上述的光伏电池聚光测试装置中，其中一个所述弹片的压脚包括导热接触部以及位于所述导热接触部和弹片之间的绝缘部，所述导热接触部具有一容置空间，所述容置空间内设有一温度传感器，其余所述弹片的压脚均由绝缘材料制成。
[0014]优选地，在上述的光伏电池聚光测试装置中，所述电池片固定装置包括电机以及固定于所述电机输出轴上的驱动部，所述弹片安装于所述驱动部上，并可相对所述驱动部轴向移动。
[0015]优选地，在上述的光伏电池聚光测试装置中，还包括驱动所述移动平台沿Z轴运动的动力装置，所述动力装置包括一电机以及可被所述电机驱动转动的螺杆，所述移动平台上固定有螺栓，所述螺栓具有配合所述螺杆的内螺纹。
[0016]优选地，在上述的光伏电池聚光测试装置中，所述承载面的下方设有散热空间，所述散热空间内设有水冷散热装置。
[0017]优选地，在上述的光伏电池聚光测试装置中，所述二次匀光系统为光漏斗或平行光透镜。
[0018]优选地，在上述的光伏电池聚光测试装置中，所述二次匀光系统安装于三维运动平台上，所述三维运动平台固定于所述导杆上。
[0019]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1、光阑设置在光源和聚光透镜之间，一方面此时照射或透过光阑的光，仍为模拟光源输出的面积较大均匀平行光，一般能量密度在一个太阳强度附近，能量密度远低于经过透镜会聚后的会聚光束能量密度，可以避免光阑的局部温度明显升高；另一方面由于此时光源面积较大，意味光阑孔径的可调空间也较大，从而通过连续调整光阑孔径的面积，可实现待测电池片接受的总光能量连续可调，也即聚光倍数连续可调。
[0020]2、匀光系统采用光漏斗或梯形棱镜，一方面可以利用会聚光束在光漏斗或梯形棱镜中的多次全反射，而达到匀光的效果；另一方面由于室内太阳光模拟光源，毕竟不同于真正的太阳光，会将模拟光源系统中匀光结构等，如普遍使用的复眼匀光结构成像于待测器件表面，从而造成电池片在聚光测试中受光不均匀，而本发明中采用的光漏斗或梯形棱镜等匀光系统可克服透镜对光源系统成像而带来的光不均匀影响；最后根据电池形状，光漏斗或梯形棱镜底端平面可通过设计成与电池形状一样的尺寸，以实现聚光光斑形状与电池形状的匹配。
[0021]3、工作台设置为三维移动，一方面可使在样品固定后，方便测试样品快速移至光漏斗或梯形棱镜下方，同时配合光漏斗或梯形棱镜的三维移动，实现会聚光束最大程度的照射在电池表面，从而减少光损失；另一方面，在进行不同聚光倍数测试时，亦可利用工作台和二次匀光系统的三维移动，方便实现对因改变聚光倍数而引起的光路变化的修正。
[0022]4、工作台设置为抽屉式，在对电池片进行更换时，可以将工作台沿滑轨移动至延伸部上，从而方便样品更换。
[0023]5、不同于一般的真空吸附固定方式，本发明中采用带弹片的压脚固定方式，可以保证电池片与水冷控制样品台的充分接触，从而利于待测电池片在高倍聚光下的散热。
[0024]6、弹片上设置有温度传感器，可以实时测量电池片表面温度；承载面的下方设有散热装置，可以实时控制承载面的温度；探针通过固定部安装于弹片上，固定部上开设有多个角度控制槽，探针的倾斜角度可调，每个角度控制槽使得探针具有不同的倾斜角度，操作中，可以根据不同的接触力度的需要，调整探针的倾斜角度。
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1所示为本发明具体实施例中光伏电池聚光测试装置的立体结构示意图；
图2所示为本发明具体实施例中聚光系统的截面示意图；
图3所示为本发明具体实施例中光伏电池聚光测试装置的侧视图；
图4所示为本发明具体实施例中夹持装置的俯视图；
图5所示为本发明具体实施例中夹持装置的剖视图(无温度传感器)；
图6所示为本发明具体实施例中夹持装置的剖视图(有温度传感器)。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]参图1所示，光伏电池测试装置包括支架10，支架10包括水平设置的底板11和顶板12,顶板12位于底板11的正上方，底板11和顶板12之间支撑有四根导杆13,定义X-Y-Z轴坐标系,导杆13沿Z轴方向(竖直方向)延伸，底板11、顶板12以及四根导杆13围成一作业空间，作业空间的外侧还可以通过遮罩(图未示)进行密封，遮罩上还可以设有由玻璃材料形成的观察窗口(图未示)。
[0029]顶板12上固定有聚光系统20，聚光系统20接收太阳模拟光源发出的模拟太阳光并输出一定能量聚光比的会聚光束。参图2所不,聚光系统20包括孔径可调的光阑21以及位于光阑21下方的透镜22。
[0030]光阑21设置在光源和聚光透镜22之间，一方面此时照射或透过光阑的光，仍为模拟光源输出的面积较大均匀平行光，一般能量密度在一个太阳强度附近，能量密度远低于经过透镜会聚后的会聚光束能量密度，可以避免光阑的局部温度明显升高；另一方面由于此时光源面积较大，意味光阑孔径的可调空间也较大，从而通过连续调整光阑孔径的面积，可实现待