一种太阳能晶硅光伏电池片的模拟光致衰减装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电池片的光致衰减技术领域，具体涉及一种太阳能晶硅光伏电池片的 模拟光致衰减装置及方法。
【背景技术】
[0002] 30多年前，H.Fischer and W.Pschunder等人首次观察到P型（掺硼）晶体娃太阳电 池的初始光致衰减现象，其初始光致衰减机理如图1所示。随后人们对此进行了大量的科学 试验，近年来，科学研究发现光致衰减现象与硅片中的硼氧浓度有关，大家基本一致的看法 是:光照或电流注入导致硅片中的硼和氧形成硼氧复合体，从而使少子寿命降低，但通过退 火处理后，少子寿命又可以回复，其认可的可能反应为：
[0003]
[0004] 太阳能晶硅光伏电池片前期需要光致衰减稳定，并从国内或国外计量校准机构进 行溯源，然后用于太阳能模拟器校准和量值传递的工作。现有解决太阳能晶硅光伏电池片 光致衰减问题的技术多是采用太阳能电池片光致衰减装置对太阳能电池片进行光致衰减， 该技术较常用的自然光下对太阳能电池片进行光致衰减具有光源稳定性好、对太阳能电池 片的损伤较小等优势，得到越来越广泛的应用。例如：中国专利ZL 200920314223.X公开的 太阳能电池片衰减装置，它主要包括衰减箱，所述的衰减箱为密封结构，其顶部设有光源， 所述光源下方设有电池放置板，该电池放置板通过滑动结构设置在衰减箱内。该装置可将 太阳能电池片置于密封结构内，从而可避免吸潮氧化，防止功率衰减，另一方面可采用稳定 性好的光源从而使得太阳能电池片所测试出来的电性能也更高稳定。中国专利ZL 201420520606.3公开了一种太阳能电池片衰减装置，包括三层的光衰柜体、卤钨灯组、风扇 和控制卤钨灯组光照时长的灯组定时控制装置，所述光衰柜体由上至下分为第一层、第二 层以及第三层，所述卤钨灯组和所述风扇设置在第一层的顶面和侧壁，第一层与第二层由 耐高温玻璃板隔开，第二层与第三层之间的隔板为电池片放置板;该装置通过卤钨灯组和 温度控制装置，保证衰减温度及光强稳定性，使得光衰强度及温度符合衰减要求，通过氮气 填充及散热装置，以减少电池片衰减过程中电池片不被氧化，提高了电池片产品品质，可应 用于电池片制造中检验测试工序，以验证电池片衰减程度。现有的太阳能电池片光致衰减 装置的模拟光源均采用单一的光源如节能灯、白炽灯、卤素灯或者氙灯等中的一种，这些单 一光源的光谱与我国现行标准的校准光谱的匹配度较低，导致太阳能电池片光致衰减时间 长、稳定性较差、不能有效保证电池效率测试的准确性。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种太阳能晶硅光伏电池片的模拟 光致衰减装置，其可以高质量、快速地达到理想的光致衰减效果。
[0006] -种太阳能晶硅光伏电池片的模拟光致衰减装置，包括密封的箱体;所述箱体的 顶部设有风扇，所述箱体的外表面设有温度光照控制器，所述箱体内部自上而下依次设有 模拟光源和样品测量台；所述模拟光源包括氙灯、设置在氙灯正下方的滤光片和与氙灯错 开设置的金属卤素灯;所述样品测量台包括滑动支架、样品温度检测器和位于滑动支架上 的总辐射表;所述总辐射表上设有由普通加厚玻璃层、太阳能晶硅光伏电池片样品层和光 伏高透玻璃层组成的样品辐射体，所述普通加厚玻璃层紧挨总辐射表，所述光伏高透玻璃 层正对模拟光源;所述滑动支架与箱体下部内壁设置的固定滑轨滑动配合。
[0007] 所述装置通过氙灯(做为主灯)和金属卤素灯(作为辅助灯)的双灯设计，可以将氙 灯红外段的光谱优化的更好，再通过滤光片的优化，可以将光谱匹配度做到B级以上，且各 波段的匹配度更好。
[0008] 为了达到更好的效果，作以下优选：
[0009] 所述光伏高透玻璃层的玻璃毛面向着模拟光源，玻璃光面正对太阳能晶硅光伏电 池片样品，光致衰减稳定性更好、电池效率测试的准确性更高。所述光伏高透玻璃和普通加 厚玻璃均可采用市售产品。进一步优选，所述光伏高透玻璃的透光率大于等于93%;所述普 通加厚玻璃的厚度为3mm-6mm。
[0010] 所述金属卤素灯位于滤光片下方，与氙灯错开设置，可以得到匹配度更好的模拟 光源。
[0011] 所述总辐射表又称天空辐射表，是用来测量水平面上，在231立体角内所接收到的 太阳或光源直接福射和散射太阳或光源福射之和的总福射(短波）。所述总福射表的外边缘 设有若干个固定块，用于对样品辐射体进行固定，主要是对样品辐射体上层的光伏高透玻 璃层进行固定，防止滑动支架移动时上层光伏高透玻璃滑动造成电池片的损坏。进一步优 选，所述总辐射表为圆形，在总辐射表的四个角分别设置固定块，用于对光伏高透玻璃层进 行2边4点定位。
[0012] 所述滑动支架的一端设有拉手，便于将样品测量台拉出。
[0013] 所述箱体的底部设有风扇。所述风扇可采用风冷风扇，数量可设置为多个，最好在 箱体的顶部和/或底部均匀分布，能有效控制电池片的光照温度。所述箱体顶部的风扇可包 括用于给模拟光致衰减装置中的电气部分散热的电控柜风冷风扇和用于给箱体内部测量 空间散热的系统风冷风扇。
[0014] 所述箱体侧壁在靠近样品测量台的部分还可以设置防尘散热片，能有效控制电池 片的光照温度。
[0015] 所述箱体上设有检修窗口和工作窗口，维护工作更便捷。
[0016] 所述温度光照控制器可采用TEMI990温度光照控制器，可实现预约等智能控制。 [0017] 所述样品温度检测器可采用PtlOO样品温度检测器，以提高检测准确度。
[0018] 所述样品测量台还包括样品温度控制器，可采用红外传感器（IR Sensor)温度控 制器。
[0019] 本发明还提供了一种采用所述的太阳能晶硅光伏电池片的模拟光致衰减装置进 行太阳能晶硅光伏电池片的模拟光致衰减方法，该方法准确度高、操作简便快速。
[0020] 一种太阳能晶硅光伏电池片的模拟光致衰减方法，包括步骤：
[0021] (1)将太阳能晶硅光伏电池片样品作为中间层用普通加厚玻璃和光伏高透玻璃叠 压电池片，得到样品辐射体；
[0022] (2)将样品辐射体放置在所述总辐射表上，使普通加厚玻璃层紧挨总辐射表，光伏 高透玻璃层正对模拟光源；
[0023] (3)打开模拟光源对太阳能晶硅光伏电池片样品进行光照，保持累计辐照量为 60kffh；
[0024] (4)拉出样品测量台，将样品冷却至室温。
[0025]为了达到更好的效果，作以下优选：
[0026] 步骤(3)中，光照时通过温度光照控制器调节温度和光照，保持样品温度在50°C 土 l〇°C，光照强度在 1000W/m2±50W/m2。
[0027] 本发明的有益效果：
[0028] 本发明太阳能晶硅光伏电池片的模拟光致衰减装置及方法，采用双灯法设计、模 拟自然光，通过氙灯(做为主灯)和金属卤素灯(作为辅助灯）的双灯设计，可以将氙灯红外 段的光谱优化的更好，再通过滤光片的优化，可以将光谱匹配度做到B级以上，且各波段的 匹配度更好;其样品测量台工作移动方便，能进行系统温度的控制和对样品温度的检测，采 用双层玻璃"叠压"法，将电池片采用两块玻璃进行"排列-夹击"，可有效保护电池片的安 全，防止电池片出现氧化、缺角、污染和内部隐裂等缺陷。该装置及方法操作便捷，能够提供 一种稳定的环境，稳定的光照、温度和湿度，确保达到精确的、理想的测试结果。该装置及方 法，目前已正式投入使用半年多，能有效保证太阳能光伏电池标片模拟自然光光致衰减的 稳定、可靠和有效保证电池效率测试的准确性，较大地节约了光致衰减实验的时间。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明太阳能晶硅光伏电池片的模拟光致衰减装置的结构示意图；
[0030] 图2为本发明太阳能晶硅光伏电池片的模拟光致衰减装置的三维结构示意图；
[0031] 图3为图1中模拟光源的结构示意图；
[0032] 图4为图1中样品测量台的结构示意图；
[0033] 图5为图1中样品辐射体的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]以下结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
[0035] 实施例1
[0036] 如图1-5所示，本发明太阳能晶硅光伏电池片的模拟光致衰减装置，包括密封的箱 体1;箱体1的顶部设有风扇2,箱体1的外表面设有温度光照控制器3,箱体1内部自上而下依 次设有模拟光源4和样品测量台5;模拟光源4包括氙灯6、设置在氙灯6正下方的滤光片7和 与氙灯6错开设置的金属卤素灯8;样品测量台5包括滑动支架9、样品温度检测器10和位于 滑动支架9上的总辐射表11;总辐射表11上设有由普通加厚玻璃层12、太阳能晶硅光伏电池 片样品层13和光伏高透玻璃层14组成的样品辐射体15,普通加厚玻璃层12紧挨总辐射表 11，光伏高透玻璃层14