太阳能电池光致衰减测试设备的制作方法

本实用新型属于太阳能电池检测技术领域，具体涉及一种太阳能电池光致衰减测试设备。

背景技术：

中国光伏产业发展路线图2018指出，我国多晶硅产量超过25万吨，多晶硅片产量约为109.2gw，电池片产量约为87.2gw，组件产量约85.7gw。我国新增光伏并网装机容量达到44gw，累计并网装机容量超过174gw，新增和累计并网装机均为全球第一。各项数据显示，我们已经成为光伏产业的制造大国和使用大国。国际光伏技术线路（internationaltechnologyroadmapforphotovoltaic，itrpv）2019指出，2018年全球装机容量达109gw。光伏发电正在逐渐成为新能源产业的主力军。

随着光伏行业技术的进步，人们对光伏电池质量要求越来越高。其中，直接影响终端发电量大小的光致衰减（lid/letid）项目备受业内人士所关注。目前，如何降低和解决光致衰减是摆在各大电池厂商面前的一道难题。

当前研究发现，太阳能电池光致衰减分为两类：一类是1000w/m²光强、25℃短时间（24-48h）光照下的光致衰减，英文简称“lid”；一类是100-200w/m²光强、60-70℃长时间（192h）光照下的光致衰减，英文简称“letid”。两类光照衰减的主因是不相同的，lid主要与o杂质和fe杂质有关；而letid，目前理论认为，主要与其他金属杂质有关。

当前，行业内光致衰减测试设备均是光强和温度均不能可变调控，因此lid和letid测试均是单独的测试平台完成的。目前的测试设备也均没有考虑到，光照环境下，尤其是高温光照环境下电池栅线氧化问题，因此给光致衰减测量准确度带来较大的影响。

技术实现要素：

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种太阳能电池光致衰减测试设备，其能够实现在一台设备上完成不同条件下的lid和letid测试且结果准确。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

一种太阳能电池光致衰减测试设备，包括顶板、底板以及位于所述顶板和底板之间的侧板，所述侧板与顶板和底板之间形成密闭空间，所述密闭空间靠近所述顶板设置有光照装置，所述光照装置可在所述密闭空间内上下移动，所述密闭空间靠近所述底板设置有放样平台，所述放样平台与所述底板之间设置有加热装置和冷却装置。进行光致衰减测试的太阳能电池位于放样平台上。通过移动光照装置，可以使得光照装置与放样平台之间的距离可调，进而调整放样平台上的光照强度。通过设置加热装置和冷却装置，使得放样平台上的温度可调。

优选的，所述光照装置包括沿所述密闭空间上下移动的移动板以及安装在所述移动板上的光源。通过移动板的上下移动进而带动光照装置的上下移动。

更加优选的，所述光源包括若干个发光体，每个所述发光体的发光功率可调。通过调整发光体的功率进而调整放样平台上的光照强度，且发光体规则排列在移动板上，可以通过关闭和开启部分发光体达到控制放样平台上光照强度的目的。所以对于光照装置，一方面可以通过调整每个发光体的功率，调整到达太阳能电池表面上的光照强度；另一方面可以通过调整每个发光体的开关，调整达到太阳能电池表面上的光照强度。两者结合，实现到达太阳能电池表面光照强度在100-1000w/m²范围内变化。

更加优选的，所述光照装置还包括设置在光源下部的扩散板。扩散板的作用在于可以使发光体发出的光更加均匀的传播下来，使得放样平台上的光照强度更加均匀。

优选的，所述侧板靠近所述密闭空间的一侧设置有反光板。反光板所要达到的目的也是使得照到放样平台上的光更加均匀，放样平台上的光照强度更加均匀。即顶部光源优化布置与四侧反光板相结合，使得到达放样平台每一个位置上具有一致性，保证位于放样平台上每个位置的太阳能电池接受的辐照强度是一致的。

优选的，所述加热装置包括用于进行加热的电阻加热机构，所述冷却装置包括用于冷却的循环冷却机构。电阻加热机构包括发热块或电阻加热丝，循环冷却机构包括循环冷却管道以及运行在循环冷却管道内的冷却循环水，电阻加热丝和循环冷却管道的设置位置可以相同，以更加高效的调整温度。需要高温时，电阻加热丝进行加热，需要降温时用循环水冷却，从而实现底部平台温度在20-70℃可变调控。

优选的，所述侧板上至少开设有一个进气口和一个出气口，所述进气口与惰性气体源相连通。通过设置进气口、出气口以及惰性气体源，可以在密闭空间内冲入惰性气体，形成惰性气体氛围。实验前，可通过惰性气体吹扫测试设备内部，将箱体内部空气赶出。实验时，惰性气体源一直向箱体内部进气，保证箱体内部惰性气体正压，防止外界空气侵入。高温、辐照下的太阳能电池，由于受到惰性气体保护，有效阻止栅线氧化，避免了栅线氧化导致电池效率降低，从而提高了光致衰减的测量准确度。

进一步优选的，所述光致衰减测试设备还包括设置在所述放样平台上的光强传感器和温度传感器、驱动所述光照装置移动的驱动装置、与所述光强传感器、温度传感器、驱动装置、光照装置、加热装置和冷却装置相连接的控制装置。

再优选的，所述光强传感器和温度传感器实时监测所述放样平台上的光照强度和温度并将其转化为光强信号和温度信号，所述光强信号和温度信号输送给所述控制装置，所述控制装置接收所述光强信号和温度信号并将其与预设光强参数和温度参数进行对比，所述控制装置向所述驱动装置输出移动信号，所述驱动装置接收移动信号并进行移动，所述控制装置向所述光源输出开关信号，所述光源接收开关信号并对所述发光体进行开关和功率调整，所述控制装置向所述加热装置和冷却装置输出调温信号，所述加热装置和冷却装置接收调温信号并进行温度调整。

优选的，所述放样平台上的光照强度为100-1000w/m²，所述放样平台上的温度为20℃-70℃。当设备工作在某一个温度时，电阻加热、循环冷却水及光辐照加热处于三者平衡状态，达到设定的温度和光照强度。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：本实用新型的太阳能电池光致衰减测试设备结构设计合理，通过设置上下可移动的光照装置，能够实现放样平台上光照强度的变化，通过设置加热装置和冷却装置能够实现温度调整，能够实现在一台设备上完成不同条件下的lid和letid测试，且测试结果更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型优选实施例中太阳能电池光致衰减测试设备的示意图；

其中：顶板-1，底板-2，侧板-3，密闭空间-4，放样平台-5，发光体-6，扩散板-7，电阻加热丝-8，循环冷却管道-9，进气口-10，出气口-11。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

参照附图1，本实施例的一种太阳能电池光致衰减测试设备，包括顶板1、底板2以及位于顶板1和底板2之间的侧板3，侧板3与顶板1和底板2之间形成密闭空间4，侧板3靠近密闭空间4的一侧设置有反光板（图中未示出）。密闭空间4靠近顶板1设置有光照装置，光照装置可在密闭空间4内上下移动，光照装置的下方设置有扩散板7，密闭空间4靠近底板2设置有放样平台5，放样平台5与底板2之间设置有加热装置和冷却装置，进行光致衰减测试的太阳能电池位于放样平台5上。扩散板7的作用在于可以使发光体6发出的光更加均匀的传播下来，使得放样平台5上的光照强度更加均匀。通过移动光照装置，可以使得光照装置与放样平台5之间的距离可调，进而调整放样平台5上的光照强度。通过设置加热装置和冷却装置，使得放样平台5上的温度可调。

光照装置包括沿密闭空间4上下移动的移动板（图中未示出）以及安装在移动板上的光源，光源包括若干个发光体6，每个发光体6的发光功率可调。通过移动板的上下移动进而带动光照装置的上下移动；通过调整发光体6的功率进而调整放样平台5上的光照强度，且发光体6规则排列在移动板上，可以通过关闭和开启部分发光体6达到控制放样平台5上光照强度的目的。所以对于光照装置，一方面可以通过调整每个发光体6的功率，调整到达太阳能电池表面上的光照强度；另一方面可以通过调整每个发光体6的开关，调整达到太阳能电池表面上的光照强度。两者结合，实现到达太阳能电池表面光照强度在100-1000w/m²范围内变化。

本实施例中的移动板上安装有两排对称设置的发光体6，每排设置有9个发光体6，在需要低光照强度时的，可以只开几个发光体6，且开启的发光体6均匀分散，并不是聚积在一起的。

反光板所要达到的目的也是使得照到放样平台5上的光更加均匀，放样平台5上的光照强度更加均匀。即顶部光源优化布置与四侧反光板相结合，使得到达放样平台5每一个位置上具有一致性，保证位于放样平台5上每个位置的太阳能电池接受的辐照强度是一致的。

加热装置包括用于进行加热的电阻加热机构，冷却装置包括用于冷却的循环冷却机构。电阻加热机构包括发热块或电阻加热丝8，循环冷却机构包括循环冷却管道9以及运行在循环冷却管道9内的冷却循环水，如图1所示。电阻加热丝8和循环冷却管道的设置位置可以相同，以更加高效的调整温度。需要高温时，电阻加热丝8进行加热，需要降温时用循环水冷却，从而实现底部平台温度在20-70℃可变调控。

侧板3上至少开设有一个进气口10和一个出气口11，进气口10与惰性气体源相连通。本实施例中的进气口10设置在其中一个侧板3的下部，出气口11设置在相对远离所述进气口10另一个侧板3的上部，通过设置进气口10、出气口11以及惰性气体源，可以在密闭空间4内冲入惰性气体，形成惰性气体氛围。实验前，可通过惰性气体吹扫测试设备内部，将箱体内部空气赶出。实验时，惰性气体源一直向箱体内部进气，保证箱体内部惰性气体正压，防止外界空气侵入。高温、辐照下的太阳能电池，由于受到惰性气体保护，有效阻止栅线氧化，避免了栅线氧化导致电池效率降低，从而提高了光致衰减的测量准确度。

光致衰减测试设备还包括设置在放样平台5上的多个光强传感器和多个温度传感器、驱动光照装置移动的驱动装置（图中未示出）、与光强传感器、温度传感器、驱动装置、光照装置、加热装置和冷却装置相连接的控制装置。

光强传感器和温度传感器实时监测放样平台5上的光照强度和温度并将其转化为光强信号和温度信号，光强信号和温度信号输送给控制装置，控制装置接收光强信号和温度信号并将其与预设光强和温度进行对比，控制装置向驱动装置输出移动信号，驱动装置接收移动信号并进行移动，控制装置向光源输出开关信号，光源接收开关信号并对发光体6进行开关和功率调整，控制装置向加热装置和冷却装置输出调温信号，加热装置和冷却装置接收调温信号并进行温度调整。

在本实施例中，测试设备箱体内部尺寸：长度为80cm-350cm，宽度为40cm-160cm，高度200cm。底部放样平台5能够分别满足10片到200片太阳能电池摆放。放样平台5上的光照强度为100-1000w/m²，辐照度均匀性±20w/m²范围内，放样平台5上的温度为20℃-70℃，平台温度稳定性在±3℃范围内。当设备工作在某一个温度时，电阻加热、循环冷却水及光辐照加热处于三者平衡状态，达到设定的温度和光照强度。

以下以放样平台5温度由20℃升至70℃，光照强度由100w/m²升至1000w/m²为例简述本实施例中太阳能电池光致衰减测试设备的工作过程：

如图1所示，多个光强传感器和多个温度传感器实时监测放样平台5上的光照强度和温度并将其转化为光强信号和温度信号，光强信号和温度信号输送给控制装置，控制装置接收光强信号和温度信号并将其与预设光强1000w/m²和温度70℃进行对比，控制装置向驱动装置输出移动信号，驱动装置接收移动信号并靠近放样平台5以增大光照强度，控制装置向光源输出开关信号，光源接收开关信号并对发光体6进行开关和功率调整即打开更多的发光体6以及增大发光体6的发光功率以增大光照强度，控制装置向加热装置和冷却装置输出调温信号，加热装置和冷却装置接收调温信号并进行温度调整即将温度升至70℃。

当控制装置比较出光强信号和温度信号达到设定的温度和光照强度后，停止发送移动信号、开关信号和调温信号，使得设置设备的各项参数维持一定的值并进行测试。

本实用新型的太阳能电池光致衰减测试设备结构设计合理，通过光源控制实现光强在100w-1000w/m²范围内可变调控；通过电阻加热和循环水冷却系统实现20℃-70℃范围内连续可变调控，从而能够实现在一台设备上完成不同条件下的lid和letid测试。通过惰性气体保护，避免光照环境下、尤是是高温光照环境下的栅线氧化，从而获得更为准确的lid和letid测试数据。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。