专利名称：一种电池片光致衰减测试系统及其测试方法
技术领域：
本发明涉及太阳能硅电池片制造技术领域，特别涉及在生产过程中对太阳能硅电
池片光致衰减的测试。
背景技术：
晶体硅太阳能电池片是目前光伏市场的主流产品，由于晶体在生长过程中会引入 杂质，而对电池片的初期光照会导致其中的掺杂剂、氧及铁等杂质形成复合中心，从而使硅 片的寿命降低，引起电池转换效率下降，发生较大幅度的光致衰减。晶体硅太阳能电池片在 出厂前需要对其光致衰减进行测试，以确保电池片质量符合要求。 传统的光致衰减试验，是把电池片放置在模拟光源或阳光下，曝晒一定时间(比 如5个小时或几天)，然后，对比暴晒前后电池片的电性能(即转换功率)，再人工计算电 池片电性能衰减的比例或百分数，即得电池片光致衰减参数，可用于对电池片的光致衰减 进行评价。但是，这种测试方法存在以下缺点(l)电池片的实验环境中不仅仅存在照射光 源，还存在着空气、水汽等其它外界因素，这些因素会影响电池片光致衰减的测试结果；(2) 由于在测试过程中，对光源辐照量无法进行准确地控制，也会导致对电池片的光致衰减评 价失真。由于受到光源辐照量等不可控量因素和实验环境中空气、水汽等无法屏蔽因素的 影响，以致传统的光致衰减试验对太阳能硅电池片的光致衰减测试结果是不够准确的。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种可靠性强、监控方式简单的电池片光致衰减测试 系统，可避免电池片在实验环境中受到其它外在因素的影响，并且能够对光源辐照量进行 控制，确保电池片的光致衰减评价不会失真。 本发明的目的通过以下的技术措施来实现一种电池片光致衰减测试系统，其特 征在于包括用于监测光源光照强度和累积光辐照量的辐照监测装置、可进行真空度调控具 有密闭式箱体结构的真空调控装置及用于向箱体内充入保护气体的充气装置，所述箱体内 设有用于放置被测电池片的工作平台，所述箱体的其中一面板为用于透过光源光线的透光 板，所述工作平台与透光板相对设置；箱体上开有用于取放被测电池片的出入口，该出入口 上设有密封盖；所述辐照监测装置包括监测器、与监测器连接的探头，所述探头位于箱体内 用于接收与被测电池片相同的光照强度及光辐照量并将获得的监测数据传送给监测器。
本发明的真空度调控装置可实现真空试验环境，被测电池片置于其中，可避免大 气环境中的空气、水汽等外界因素的影响，而且辐照监测装置的探头能够获取与被测电池 片相同的光辐照量，当光辐照量达到设定值后，即可避光，达到对光源辐照量的准确控制， 确保电池片的光致衰减评价不会失真；本发明的透明光板与箱体组成面板的强度应均能够 承受箱体内抽真空达到设定值时所产生的压力。 作为本发明的一种实施方式，所述真空调控装置还包括位于箱体外的真空泵及真 空度表，所述真空泵通过总管连接到箱体的侧壁上并与箱体内相通，所述总管上设有真空
4控制阀，所述真空度表设置在所述总管上且位于所述真空控制阀与箱体的侧壁之间。通过 真空泵对箱体内抽真空，真空度表用于显示箱体内的真空度，便于对真空度进行调节，以满 足不同的真空度要求。 作为本发明的一种改进，所述充气装置具有充气管，所述充气管连接在所述总管 上而与箱体内相通，所述充气管上设有充气控制阀。所述保护气体可采用惰性气体，还可采 用氮气，只要与电池片不发生反应的气体均可。 作为本发明的进一步改进，所述总管与箱体侧壁的连接接口位于箱体侧壁的下 部；所述透光板是箱体的顶板，所述工作平台设于箱体的底板上。由于接口设置在下部，在 抽真空与充入保护气体时，产生的气流不会对被测电池片造成较大影响，避免电池片在工 作平台上发生移位等不良后果。 本发明还可以做以下改进，所述工作平台为可升降平台，该工作平台的一侧设有
用于放置所述探头的托台，所述托台上设有用于夹持探头的夹持部件，所述托台的台面与
被测电池片的上表面处于同一水平面上。由于太阳能硅电池片比较薄，需要另设托台用于
放置探头，才能实现探头所监测的光辐照量与电池片接收的光辐照量相一致的目的，以保
证最后测试结果的准确性。 本发明还具有以下实施方式 所述可升降平台为剪式升降台，包括工作平台、剪式升降架、底座与手动摇柄，所 述剪式升降架设置在工作平台与底座之间，所述底座设于箱体底板的中心部位，所述手动 摇柄通过传动机构与剪式升降架连接。在使用时，手动旋转摇柄，使剪式升降架升高或者降 低，进而带动工作平台的升降，以便将电池片送至合适高度位置。 本发明所述托台与工作平台之间的水平间距是0. 18 0. 22mm。为了确保探头监 测的光辐照量与电池片接收的光辐照量一致性，对托台与工作平台之间的距离也要进行控 制。 本发明的另一个目的是提供使用上述电池片光致衰减测试系统的电池片光致衰 减测试方法。
本发明的目的通过以下的技术措施来实现一种利用上述电池片光致衰减测试系 统的电池片光致衰减测试方法，其特征在于包括以下步骤
(1)记录被测电池片的初始电性能参数； (2)真空调控装置的透光板避光后放置在光源的照射下，透光板迎向光源照射方
向，被测电池片自出入口送入箱体内并平放于工作平台上，与透光板相对； (3)开启真空调控装置，进行真空度调控直至箱体内真空度达到设定值，关闭真空
调控装置； (4)将透光板完全曝露于光源照射下，探头监测光源的光照强度及光辐照量并将 监测数据传送给监测器，记录初始光辐照量；当光辐照量达到规定值时，为透光板避光，记 录最终光辐照量； (5)开启充气装置，充入保护气体直至箱体内的真空度为零，从箱体内取出被测电 池片； (6)记录被测电池片的最终电性能参数； (7)对比被测电池片的初始电性能参数和最终电性能参数，计算电池片光致衰减比例；测试完毕。 作为本发明的一种实施方式，在所述步骤(2)中，所述被测电池片与透光板之间 的间距小于1mm 。 作为本发明的实施方式，所述光源采用模拟光源或者室外阳光。
与现有技术相比，本发明具是有如下显著的效果 (1)本发明采用真空调控装置实现电池片测试的真空试验环境，使被测电池片在 测试过程中免受外界环境因素的影响，而且可实现准确计量光辐照量，确保测试结果的准 确性，以获得电池片光致衰减的可靠性评价。 (2)本发明将总管在箱体侧壁上的连接接口设置在侧壁的下部，使得在抽真空或 者进行充气操作时，避免了气流对电池片产生影响。 (3)本发明的工作平台采用可升降平台，可手动或者自动升降电池片的高度，保持 电池片与透光板之间一定的间距，使之符合光照的要求。 (4)本发明的托台的台面与被测电池片的上表面位于同一水平面上，可使探头所 监测的光照强度及光辐照量与电池片接收的光照强度及光辐照量相一致，保证探头监测数 据的准确性。 (5)本发明不仅可适用于对太阳能硅电池片光致衰减的测试，也可适用于其它类 型电池片的测试。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明测试系统的整体结构透视示意图。
具体实施例方式
如图1所示，是本发明一种电池片光致衰减测试系统，包括用于监测光源光照强 度和累积光辐照量的辐照监测装置(图中未示出)、可进行真空度调控具有密闭式箱体结 构的真空调控装置1及用于向箱体内充入保护气体的充气装置，真空调控装置还包括位于 箱体外的真空泵及真空度表ll，真空泵通过总管12连接到箱体的侧壁上并与箱体内相通， 其中，总管12与箱体侧壁的连接接口位于箱体侧壁的下部；所述总管12上设有真空控制阀 13，真空度表11设置在总管12上且位于真空控制阀13与箱体的侧壁之间；箱体的顶板为 用于透过光源光线的透光板3，透光板3采用厚度为3. 2mm的钢化玻璃，其它面板采用不锈 钢材料，钢化玻璃与不锈钢之间进行密封处理；箱体内设有用于放置被测电池片的工作平 台2，工作平台2设于箱体的底板上，工作平台2与透光板3相对设置；箱体上开有用于取 放被测电池片的圆形出入口 4，该出入口 4上设有密封盖5，密封盖5内安装有密封胶条，以 实现良好的密封效果。 辐照监测装置包括监测器、与监测器连接的探头，探头通过箱体侧壁上的穿孔进 入箱体内用于接收与被测电池片相同的光照强度及光辐照量并将获得的监测数据传送给 监测器，上述穿孔与探头连线之间的空隙需要密封，在本实施方式中，辐照监测装置采用辐 照度测试仪；充气装置具有充气管7，充气管7连接在总管12上而与箱体内相通，充气管7 上设有充气控制阀。
在本实施例中，工作平台2为可升降平台，该工作平台2的一侧设有用于放置探头 的托台6，托台6上设有用于夹持探头的夹持部件，托台6的台面与被测电池片的上表面处 于同一水平面上，而且托台6与工作平台2之间的水平间距保持在0. 18 0. 22mm为适宜， 以保证探头监测的光辐照量与电池片接收的光辐照量相同。可升降平台采用稳速升降的剪 式升降台，包括工作平台2、剪式升降架21、底座22与手动摇柄23，剪式升降架21设置在工 作平台2与底座22之间，底座22设于箱体底板的中心部位，手动摇柄23通过传动机构与 剪式升降架21连接，通过手动摇柄升降工作平台以调节电池片与透光板之间的距离。
利用上述电池片光致衰减测试系统进行电池片光致衰减测试方法，包括以下步 骤 (1)记录被测电池片的初始电性能参数； (2)真空调控装置的透光板避光后放置在室外阳光的照射下，透光板迎向阳光照
射方向，被测电池片自出入口送入箱体内并平放于工作平台上，与透光板相对，升起工作平
台，使被测电池片与透光板之间的间距小于lmm，在出入口上旋紧密封盖； (3)开启真空控制阀，进行真空度调控直至箱体内真空度达到设定值并维持，关闭
真空控制阀； (4)将透光板完全曝露于光源照射下，探头监测光源的光照强度及光辐照量并将 监测数据传送给监测器，记录初始光辐照量；当光辐照量达到规定值时，为透光板避光，记 录最终光辐照量； (5)开启充气控制阀，充入氮气直至箱体内的真空度为零，旋开密封盖，从箱体内 取出被测电池片； (6)记录被测电池片的最终电性能参数； (7)对比被测电池片的初始电性能参数和最终电性能参数，计算电池片光致衰减 比例；测试完毕。 在上述步骤(3)中，当箱体内的真空度不足时，开启真空控制阀，进行真空度调控 直至箱体内的真空度符合要求。 本发明的可升降平台可采用手动方式进行升降，也可以采用现有电动等自动方式 进行升降；另外，辐照监测装置可采用其它监测仪器，只要其能够实现对光源的光照强度及 累积的光辐照量进行监测即可。 本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知 识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以采用模拟光源等 光源；真空控制阀及充气控制阀既可采用手动式阀门，也可采用电动阀门等；保护气体可 采用任何与电池片不会发生反应的气体；因此本发明还可以做出其它多种形式的修改、替 换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
权利要求
一种电池片光致衰减测试系统，其特征在于包括用于监测光源光照强度和累积光辐照量的辐照监测装置、可进行真空度调控具有密闭式箱体结构的真空调控装置及用于向箱体内充入保护气体的充气装置，所述箱体内设有用于放置被测电池片的工作平台，所述箱体的其中一面板为用于透过光源光线的透光板，所述工作平台与透光板相对设置；箱体上开有用于取放被测电池片的出入口，该出入口上设有密封盖；所述辐照监测装置包括监测器、与监测器连接的探头，所述探头位于箱体内用于接收与被测电池片相同的光照强度及光辐照量并将获得的监测数据传送给监测器。
2. 根据权利要求1所述的电池片光致衰减测试系统，其特征在于所述真空调控装置 还包括位于箱体外的真空泵及真空度表，所述真空泵通过总管连接到箱体的侧壁上并与箱 体内相通，所述总管上设有真空控制阀，所述真空度表设置在所述总管上且位于所述真空 控制阀与箱体的侧壁之间。
3. 根据权利要求1所述的电池片光致衰减测试系统，其特征在于所述充气装置具有 充气管，所述充气管连接在所述总管上而与箱体内相通，所述充气管上设有充气控制阀。
4. 根据权利要求2所述的电池片光致衰减测试系统，其特征在于所述总管与箱体侧 壁的连接接口位于箱体侧壁的下部；所述透光板是箱体的顶板，所述工作平台设于箱体的 底板上。
5. 根据权利要求4所述的电池片光致衰减测试系统，其特征在于所述工作平台为可 升降平台，该工作平台的一侧设有用于放置所述探头的托台，所述托台上设有用于夹持探 头的夹持部件，所述托台的台面与被测电池片的上表面处于同一水平面上。
6. 根据权利要求5所述的电池片光致衰减测试系统，其特征在于所述可升降平台为 剪式升降台，包括工作平台、剪式升降架、底座与手动摇柄，所述剪式升降架设置在工作平 台与底座之间，所述底座设于箱体底板的中心部位，所述手动摇柄通过传动机构与剪式升 降架连接。
7. 根据权利要求4或5所述的电池片光致衰减测试系统，其特征在于所述托台与工作平台之间的水平间距是0. 18 0. 22mm。
8. —种利用权利要求1所述电池片光致衰减测试系统进行电池片光致衰减测试方法， 其特征在于包括以下步骤(1) 记录被测电池片的初始电性能参数；(2) 真空调控装置的透光板避光后放置在光源的照射下，透光板迎向光源照射方向，被 测电池片自出入口送入箱体内并平放于工作平台上，与透光板相对；(3) 开启真空调控装置，进行真空度调控直至箱体内真空度达到设定值并维持，关闭真 空调控装置；(4) 将透光板完全曝露于光源照射下，探头监测光源的光照强度及光辐照量并将监测 数据传送给监测器，记录初始光辐照量；当光辐照量达到规定值时，为透光板避光，记录最 终光辐照量；(5) 开启充气装置，充入保护气体直至箱体内的真空度为零，从箱体内取出被测电池片；(6) 记录被测电池片的最终电性能参数；(7) 对比被测电池片的初始电性能参数和最终电性能参数，计算电池片光致衰减比例；测试完毕。
9. 根据权利要求8所述的电池片光致衰减测试方法，其特征在于在所述步骤(2)中， 所述被测电池片与透光板之间的间距小于lmm。
10. 根据权利要求8或9所述的电池片光致衰减测试方法，其特征在于所述光源采用 模拟光源或者室外阳光。
全文摘要
本发明公开了一种电池片光致衰减测试系统，包括辐照监测装置、可进行真空度调控的真空调控装置及充气装置，所述箱体内设有用于放置被测电池片的工作平台，所述箱体的其中一面板为用于透过光源光线的透光板，所述工作平台与透光板相对设置；箱体上开有用于取放被测电池片的出入口，该出入口上设有密封盖；所述辐照监测装置包括监测器、与监测器连接的探头，所述探头位于箱体内用于接收与被测电池片相同的光照强度及光辐照量并将获得的监测数据传送给监测器；还公开了上述电池片光致衰减测试系统的测试方法。本发明可实现真空试验环境，被测电池片避免受到空气、水汽等影响，辐照监测装置能够获取与被测电池片相同光辐照量，确保电池片光致衰减评价不会失真。
文档编号G01R31/26GK101762779SQ201010105090
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者柳国伟, 王亚琦 申请人:上海晶澳太阳能光伏科技有限公司