一种监控太阳电池片抗pid性能的方法及其测试装置的制造方法

文档序号:9491522
一种监控太阳电池片抗pid性能的方法及其测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳电池片的性能测试方法及其装置,尤其涉及一种监控太阳电池片抗PID性能的方法及其测试装置,用于对具有亲水性阻挡层的太阳电池片的抗PID性能进行测试和监控,属于太阳电池生产技术领域。
【背景技术】
[0002]随着光伏发电在世界能源消耗中占有越来越重要的席位,在实际应用过程中,一个发电系统会集成多个光伏组件,组件会暴露在非常高的电压下,在长期高电压的作用下,组件中玻璃和封装材料之间存在漏电现象,使得大量电荷和Na+富集在电池片表面,造成表面钝化减反射膜失效,随后PN结失效,最终使得组件性能持续衰减,这种衰减被称为电位诱发衰减(Potential Induced Degrat1n),即PID效应。造成此类衰减的机理是多方面的,例如在上述高电压的作用下,组件电池的封装材料和组件上表面层及下表面层的材料中出现离子迀移现象;电池中出现热载流子现象;电荷的再分配削减了电池的活性层;相关的电路腐蚀;等等。近年来,在太阳能电池应用过程中,发生了诸多太阳能电池组件功率衰减的案例,严重影响了太阳能电池在各应用领域的广泛使用和推广,因此,对太阳能电池的PID监控极其重要。
[0003]为了有效降低PID效应,主要通过电池、组件、系统三个方面来实现。从组件端进行分析,主要方法是采用抗PID的EVA,使用低醋酸乙烯含量的EVA来缓解PID现象的产生;从系统端来看,主要方法是组件边框接地、逆变器直流段负极接地等;从电池端进行分析,目前的研究方向主要包括以下两方面:(1)提高反射层的折射率可以有效地降低PID现象的发生,当减反射层的折射率大于2.2后,PID衰减率降低。目前有不少太阳能电池厂在针对电池片和PID的关系测试中也发现类似的现象,所以提高SiNx膜层折射率为抗PID的手段之一。(2)在电池片表面生成一层S1x薄膜作为阻挡层,可有效阻止Na+迀移到电池片表面,从而避免电池组件功率的衰减。
[0004]现有技术中,通过采用紫外电离的方式生成臭氧,使臭氧对硅片表面进行氧化,在硅片表面形成一层较为致密的S1x薄层作为阻挡层,从而阻挡Na+的侵入,并且S1x层具有较好的钝化效果,能有效降低电池片表面的复合速率,且该S1x层较薄,电子的遂穿效应非常明显,可以将电池片表面富集的一部分电荷导走,从而防止因电荷堆积而导致钝化减反射层效果减弱,使电池片具有一定的抗PID能力。
[0005]但是,不同的工艺条件下,如臭氧浓度,形成的S1x层致密性及均匀性有差异,抗PID性能也有差异。因此,需要在不同工艺条件与所形成的S1x层抗PID性能之间寻求联系并建立有效的监控,从而达到可通过控制工艺条件来管控电池片抗PID性能的效果。

【发明内容】

[0006]本发明针对现有技术中,对具有阻挡层的太阳电池片抗PID性能无法有效、精确地进行监测的技术问题,提供一种监控太阳电池片抗PID性能的测试方法及其测试装置,精确、简便、快速地测试太阳电池片抗PID性能,同时,操作方便,可靠性高。
[0007]为此,本发明采用如下技术方案:
一种监控太阳电池片抗PID性能的方法,包括如下步骤:
51:调节太阳电池片表面亲水性阻挡层形成过程的工艺条件,测试不同工艺条件下得到的太阳电池片表面的亲水性阻挡层的接触角,将具有不同接触角的太阳电池片放置于环境试验箱进行测试,得到不同接触角的太阳电池片相对应的抗PID性能衰减率,建立具有不同接触角的太阳电池片所对应的抗PID性能衰减率的标准数据库A ;
52:根据步骤S1中所建立的标准数据库A,制定接触角管控规格;
53:在被测的太阳电池片上选取N个测量点,N为大于或等于1的自然数,以与步骤S1中相同的液体为被测液滴,取相同体积的液滴进行测量,测试该些测量点的接触角,与标准数据库A中的数据进行比较,并根据步骤S2中制定的管控规格,得出被测太阳电池片是否合格的结论,从而对太阳电池片亲水性和/或亲水性阻挡层的均匀性进行有效管控。
[0008]进一步地,在步骤S1中,接触角的测量是是以蒸馏水作为测试介质,取相同体积的液滴进行测量。
[0009]进一步地,N为大于或等于2的自然数。
[0010]进一步地,N为大于或等于5的自然数。
[0011]进一步地,所述亲水性阻挡层为S1x薄层。
[0012]本发明的另一方面,还公开了一种监控太阳电池片抗PID性能的测试装置,包括机架以及设置于机架上的用于放置被测太阳电池片的载物台,其特征在于:还包括用于精确移动所述载物台的载物台移动总成、用于精确提供测试液滴的自动连续进样系统、用于采集测试液滴形貌的光学采集系统和用于分析和处理所述光学采集系统采集的图像信息的计算机,光学采集系统通过电缆将采集到的图像信息实时传送至计算机。
[0013]进一步地,所述载物台移动总成包括步进电机和步进电机控制器,步进电机控制器根据指令,带动步进电机的运转,自动完成试验点位的到达。
[0014]进一步地,所述光学采集系统包括一个高精度连续的变倍不变焦显微镜、高像素袖珍型摄像机和工业背光板光源,所述工业背光板光源和摄像机分别设置于载物台的两侦h显微镜设置于摄像机的前方。
[0015]进一步地,所述摄像机两次拍照的间隔时间为8ms-12ms ;
进一步地,所述自动连续进样系统包括精密注射栗和注射栗移动系统。
[0016]进一步地,所述精密注射栗的上方设置有排气嘴。可精确控制器液滴的体积,更精准控制注液量,并避免气泡的产生。
[0017]与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
(1)实现自动测量功能:通过摄像机将图像按一定时间间隔采集至计算机,自动将接触角测出;
(2)可选择多个测试点,对电池片表面亲水性阻挡层的不同区域进行亲水性检测,从而判断亲水性阻挡层的均匀性,如可选择在电池片的四个角各和中心点位置各选取一个测试点。
[0018](3)进样系统的优化:采用精密注射栗,进行自动进样,更精准控制注液量,并可以避免气泡产生。
[0019]因此,本发明通过测量太阳电池片表面的接触角,对太阳电池片抗PID阻挡层进行量化监控,测试过程操作简便、快速,适用于生产线电池片亲水性的监控,有利于后续对亲水性及PID相关性进行分析,为太阳能电池PID的研究提供重要依据。并且可对电池片抗PID性能进行有效监控,及时发现异常,减少不良品的产生,从而提高电池片的可靠性。操作简便、可靠性高、重复精度高。
【附图说明】
[0020]图1为本发明测试装置的结构示意图;
图2为本发明测试装置进样系统的结构示意图;
图中,1为机架,2为载物台,3为载物台移动总成,4为自动连续进样系统,41为精密注射栗,42为注射栗移动系统,43为排气嘴,5为光学采集系统,51为显微镜;52为摄像机;53为工业背光板光源;6为计算机,7为电缆。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本发明的结构做进一步详细的说明,本发明中与现有技术相同的部分将参考现有技术。
[0022]实施例1:
本实施例以S1x层作为亲水性阻挡层为例进行描述。
[0023]本发明的监控太阳电池片抗PID性能的方法,包括如下步骤:
51:以蒸馏水作为测试介质,取相同体积的液滴进行测量,通过调节03浓度,记录不同03浓度条件下得到的太阳电池
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