用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统及单色全面光谱定标系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统及单色全面光谱定标系统，其中所述全面光谱响应测量系统包括光源、斩波器、单色仪、聚光镜、匀光器、光学镜、偏置光源、电池片、温控测试台、电流放大器、锁相放大器，所述光源发出连续光谱的光，依次经所述斩波器、单色仪、聚光镜、匀光器、以及光学镜照在所述电池片上，所述偏置光源发出偏置光照在所述电池片上，所述电池片置于所述温控测试台上，所述电池片依次与所述电流放大器、锁相放大器连接。本实用新型专利技术提供的标定装置定标准确，任何生产线出来的电池片都可以用来制作参考电池片，而且不受模拟器的光谱失配特性的影响。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统及单 色全面光谱定标系统
本技术涉及太阳能电池片测量领域，特别是一种用于标定参考太阳能电池片 的全面光谱响应测量系统及单色全面光谱定标系统。
技术介绍
目前电池片生产企业进行电池片复制的方法和流程是： 2. 1从生产线选择一批优质的电池片，经过分选-老化-再分选之后，寄送一至二 片电池片去德国太阳能研究所标定； 2. 2德国太阳能研究所经过一套测试和计算，给出该电池片在标准测试条件下 (AMI. 5G光谱，1000W/m2的光照度以及电池片温度25度）的短路电流Isc。完成标定，寄回 的电池片就是二级参考电池片； 2. 3工厂用收到的二级参考电池片，用标定证书上给出的短路电流Isc，调节模拟 器的光强，使得电池片在这个光强条件下实际产生的短路电流等于证书上Isc数值。一般 认为这台模拟器已经标定到了 ：1000W/m2的光强。 2. 4把之前同一批经过分选-老化-再分选之后的电池片放在该台已经定标好的 模拟器下。测量出各自的短路电流。这些知道了短路电流的电池片就是工厂的日常使用参 考电池片。 2. 5工厂再把这些日常使用的参考电池片发往生产线，采用它的短路电流标定它 在生产线上模拟器的光强。 2· 6当工厂开始生产新品电池片时，或者过了一定的时间周期，就采用相同方法， 重复步骤2. 1至2. 6。 能够采用以上方法和步骤进行参考电池片复制的前提条件是：那些经过分选-老 化-再分选之后剩下的电池片和送往德国标定的电池片具有相同的光谱响应。或者是用来 复制参考电池片的太阳能模拟器有100%匹配的AMI. 5G的光谱。 以目前工厂的设备能力，有能力分选出具有相近短路电流的电池片，但是还不能 分选出具有相同光谱响应的电池片。测量电池片的整片的实际光谱响应需要有全光斑的光 谱响应测试系统。 具有和AML 5G光谱100%匹配的太阳能模拟器更是不现实。有条件的企业也许能 够购买价格非常昂贵的失配度较小的太阳能模拟器。 用这种从某一条生产线筛选出来，近似相同短路电流的电池片去定标其它生产线 上的模拟器的前提条件是：这二条生产线上的模拟器具有相同的光谱失配特性。或者这二 条生产线生产具有相同光谱响应特性的电池片。 太阳能模拟器的光谱受灯的寿命影响非常大。新安装的灯具有白色的光谱，随着 灯的使用时间增长，灯光的颜色开始变暖，红外光谱在增加。光学器件，比如反光镜的镀膜 老化会造成光谱移动。所以不同生产线上的太阳能模拟器多半会有不同的光谱失配特性。 同样不同生产线生产的电池片的光谱响应可能相差很大。它受到来料的硅片质 量，工艺控制水平，设备新旧等条件的影响。所以工厂采用目前的方法复制出来的参考电池 片准确性取决于太阳能模拟器光谱失配特性的一致性好坏以及电池片光谱响应的一致性 的好坏。它会对某些生产线或者某些型号的电池片的测量分选带来很大的误差。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了 一种用于标定参考太阳能电池片的全面光 谱响应测量系统，所述全面光谱响应测量系统包括光源、斩波器、单色仪、聚光镜、匀光器、 光学镜、偏置光源、电池片、温控测试台、电流放大器、锁相放大器，所述光源发出连续光谱 的光，依次经所述斩波器、单色仪、聚光镜、匀光器、以及光学镜照在所述电池片上，所述偏 置光源发出偏置光照在所述电池片上，所述电池片置于所述温控测试台上，所述电池片依 次与所述电流放大器、锁相放大器连接。 较佳地，所述光源发出光的波长范围为300nm至1200nm。 较佳地，所述温控台保证电池片本体的温度保持在25度的标准测试条件。 一种用于标定参考太阳能电池片的单色全面光谱定标系统，其包括光源、斩波 器、匀光器、带通滤光片、反光镜、光学镜、偏置光源、电池片温控测试台、电流放大器以及锁 相放大器，所述光源发出的光经所述斩波器、匀光器、带通滤光片、反光镜、光学镜后照射在 所述电池片上，所述电池片设于所述温控测试台上，所述电池片依次与所述电流放大器、锁 相放大器连接。 较佳地，所述光源可以是在紫外光和可见光都有很高光谱功率的Xenon/氙灯，或 者是光谱稳定的Hg/未灯。 较佳地，所述光源通过所述带通滤光片获得一个带宽为5加1至50nm之间的均匀单 色光。 本技术提供的用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统，其采用 的光源发出光的波长范围为300nm至1200nm ;测量光斑大于待标定的电池片，测量光斑光 强的均匀性优于10% ; ^022]本技术提供的用于标定参考太阳能电池片的单色全面光谱定标系统，采用的 带通滤光片获得一个带宽为5nm至50nm之间的均匀单色光，其单色光斑大于待标定的电池 片，单色光斑光强的均勻性优于2%。 当然，实施本技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。 【附图说明】 图1为本技术实施例提供的参考太阳能电池片的标定方法流程图； 图2为本技术实施例提供的全面光谱响应测量系统组成示意图； 图3为本技术实施例提供的单色全面光谱定标系统组成示意图； 图4为本技术实施例提供的一级参考电池片示意图； 图5为本技术实施例提供的一级参考电池片4X4测量点示意图； 图6为本技术实施例提供的一级参考电池片5χ5测量点示意图； 图7为本技术实施例提供的二级参考电池片示意图。 【具体实施方式】 术语解释： -级参考电池片：是一种标准太阳能电池，已经精确地标定出：在光强i〇〇〇w/m2， AMI. 5G光谱，温度25度条件下的短路电流。它是通过二级标准仪器，比如标准传感器，标 准光谱辐射计，通过特别的流程和设备标定出来的。它通常由国家计量院，或者相关的国家 机构保管。它在目前所具有的技术上，最大程度地保证具有极高的长时间稳定性和极高的 重复测量精度。电池的有效面积通常为 ：20mmx20mm。 [OO33]二级参考电池片：也是一种标准太阳能电池，用于日常的使用，比如自然光，模拟 器光强的定标。它不一定采用和制作一级标准电池片相同的技术，设备和步骤，它可以通过 和一级参考电池片做定期的比对，力求达到类似的长期稳定性，精确度和可重复性。电池的 有效面积通吊是电池片的尺寸，5寸：125mmxl25nim，6寸：156mmxl56nim。 日常使用参考电池片：从一级或者二级参考电池片复制而来，用于日常的比如自 然光，模拟器光强定标。电池片生产厂产线上采用的通常是这类日常使用参考电池片。 ami. 5G太阳能光谱：为了便于评估，比较各种太阳能电池，组件的性能，光伏行业 采用一套称之为AMI. 5G的光谱，作为共同标准。在国际电工委员会的标准：ieC60904-3有 详细规定。它也可以从美国能源实验室（NERL)的SMARTS软件模拟出来。它实际是个理论 数值，各个国家实际的太阳光谱和AM1.5G光谱不完全相同。 太阳能模拟器：是一种模拟具有AM1.5G光谱的太阳光的装置。它通常采用氙 灯，石英灯或者LED灯为光源，采用滤光片把光谱调节到近似于AMI. 5G。国际电工委员会 的标准：IEC6〇904本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统，其特征在于，所述全面光谱响应测量系统包括光源、斩波器、单色仪、聚光镜、匀光器、光学镜、偏置光源、电池片、温控测试台、电流放大器、锁相放大器，所述光源发出连续光谱的光，依次经所述斩波器、单色仪、聚光镜、匀光器、以及光学镜照在所述电池片上，所述偏置光源发出偏置光照在所述电池片上，所述电池片置于所述温控测试台上，所述电池片依次与所述电流放大器、锁相放大器连接。

【技术特征摘要】
1. 一种用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统，其特征在于，所述全面 光谱响应测量系统包括光源、斩波器、单色仪、聚光镜、匀光器、光学镜、偏置光源、电池片、 温控测试台、电流放大器、锁相放大器，所述光源发出连续光谱的光，依次经所述斩波器、单 色仪、聚光镜、匀光器、以及光学镜照在所述电池片上，所述偏置光源发出偏置光照在所述 电池片上，所述电池片置于所述温控测试台上，所述电池片依次与所述电流放大器、锁相放 大器连接。2. 如权利要求1所述的用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统，其特征 在于，所述光源发出光的波长范围为300nm至1200nm。3. 如权利要求1所述的用于标定参考太阳能电池片的全面光谱响应测量系统，其特征 在于，所述温控台保证电池片本体的温度保持在25度的标准测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇昶，张余，
申请(专利权)人：上海伟信新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31