聚光太阳电池组件的测试器件及其测试方法技术

本发明专利技术涉及一种聚光太阳电池组件的测试器件，包括产生模拟太阳照射光的第一光源、聚集第一光源的发散光束的单个光束的发散小于２°的适合指引上述的发散光束进入聚光太阳电池组件的光入射面的透镜系统、以及测量发散光束照射聚光太阳电池组件的输出信号的设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 本专利技术涉及一种聚光太阳电池组件的测试器件。聚光太阳电池组件公知于文章A. W.贝蒂等，高光伏汇聚中的FLATCON和FLASHCON概念，Proc. 19th欧洲光伏太阳能研讨及展览会，巴黎，法国，2004， 2488页，以及 在先未公布的专利申请DE 10 2005 033 2723. 2的专利主旨中有进一步的 改进。本专利技术也涉及一种聚光太阳电池组件的测试方法和生产这种聚光太 阳电池组件的方法。在太阳能利用领域，利用硅元素将太阳能转换为电能已被公知约50 年。如今大部分的一般太阳能电池由单晶或多晶硅制成。但是，由于只能 将有限的入射光光谱转换成电能，这些太阳能电池的能量相对较低。在最 近的几年里，通过使用如砷化镓(GaAs)等高品质半导体化合物(III-IV 半导体材料)制成的高效光伏电池，其太阳辐射转换率超过39%以上。这种半导体材料电池可以逐级构建为层叠电池或三相点电池，并因 此，可以利用更宽频谱的光。然而，制造这种大面积电池的成本非常高。因此，选择的方法是将入 射阳光聚集在一个非常小的面积上，例如，小于1 mm2。那么， 一块太阳 能电池仅仅是需要这么小的一块面积。那么，这种电池的整个面积仅需要 少于1%大的这种材料。聚集使我们能够利用高效光伏电池，可以达到超过 36%的光转换率。 一个经济实惠的光伏系统由且仅由这样几个太阳能器件 连接而成，这些被完美地组合形成聚光太阳电池组件。目前的这种系统主要是使用具有一个比较长的焦距的比较大的菲涅 耳透镜，导致组件很厚。综合这些，形成一个强大的单元(太阳能发电厂) 会导致非常重的重量(有时每千瓦超过1吨)，因此需要一个静力学跟踪 系统，用这种系统光伏电池组件可以跟踪阳光，例如风力是值得考虑的。 所以，由于成本太高，公知的聚光系统并未得到广泛的使用，虽然产生的 光伏电流大幅增加。最近几年中，具有小光学体系的聚光系统有时也能聚集500倍以上的日光。然而在这种情况下，为了制造一个经济运转的太阳能发电厂仍需要很多的电池(例如约150万个电池用于提供500KW的电力，其中30%的 输出来自太阳能电池)。到现在为止，还存在着高聚焦热量的外部浪费和 保护敏感性太阳能电池免受环境影响，特别是进入湿气和气体的问题，。在装配和测试所完成的组件之前测试聚光太阳电池组件以确定其效 率和技术参数的可能性仍然没有解决。常规的测试器件不能用于测试聚光 太阳电池组件，在标准化条件下的测试，光必须照射在组件上(根据阳光 的入射角)。通过这种测试才能将聚光太阳电池的性能参数和其他太阳能 电池的性能参数做比较。具有大量太阳能电池的聚光太阳电池组件的测试 器件现在还未被公知。本专利技术根本的目的是创造有质量保证的聚光太阳电池组件的可能性， 尤其是在总装之前测试聚光太阳电池组件的功效和/或其他技术参数的可 能性和/或在总装之后测试己完成的组件的可能性。进一步的目的是提供 一种聚光太阳电池组件的测试方法和生产方法，使之更简易地被测试并生 产可靠品质的聚光太阳电池组件。本专利技术的目的是通过一种本专利技术提及的如所附权利要求1所述的聚光 太阳电池组件的测试器件来达到的。本专利技术的优选实施例体现了从属权利要求的主旨。本专利技术提及的测试 器件的生产方法和聚光太阳电池组件的测试方法的每一个形式构成从属 权利要求的主旨。本专利技术的一个优选实施例是，聚光太阳电池组件的测试器件具有一个 或多个以下要素包括一直流电光源和/或至少一个定位标记的一个定位 排列， 一个光控制，特别的一根石英棒、 一个同轴具有直流电光源和石英 棒照亮的的闪光灯泡，有利地具有1KW/m2的光辉、和/或一个透镜、例如 像一个菲涅耳透镜，其光射出面大于或等于被测试的聚光太阳电池组件的 光入射面，使得光束转变成一种准平行光线光束。另外，设置中性灰色滤 光器将准平行光线光束转变成一种发出准相同光面上分布的光的准平行 光线光束，加上在每一种情况下用于直流电光源和闪光灯泡的一个主要的 电源连接， 一个打开被测试的聚光太阳电池组件的电子电路和/或一个记 录特性的测量器件，例如被测试的聚光太阳电池组件的伏安特性。直流电 光源被精确置于被测试的聚光太阳电池组件中使它的光入射面在测试器 件菲涅耳透镜的光入射面的内部，例如用常规定位标记。用1KW/m2的闪光灯泡作为本专利技术所述的测试器件的第一光源，使得能 够产生光频谱和一个最大的太阳光辐射能的光，其太阳光辐射能相当于在 某个万里无云的夏天中午的太阳光辐射能。使用控光装置使得选择来自于闪光灯泡的光线中的光束成为可能，该 光束无处发光而整个依赖闪光灯泡的光。当控光装置或闪光灯泡大致地安置在菲涅耳透镜平的一面的离光轴 不远的焦距上时，使用透镜，例如菲涅耳透镜，使得把经控光装置筛选的 光束转变成一种准平行光束成为可能。使用一个中性灰色滤光器，例如像栅格薄膜，使准平行光线束转变成 一种发出准均匀区域分布光的准平行光线束成为可能。由于太阳能电池利用阳光的直接辐射，在测试方法中，用光用相似的 道具直接辐射照亮他们，这也是有利的，例如，与光线束具有相同的频谱、 类似的辐散和类似的区域分布的照明。使用面积等于或大于被测试的聚光太阳电池组件的光入射面的面积 的菲涅耳透镜，使得用来自测试器件的光照射聚光太阳电池组件的全部光 入射面变成可能。从而，在测试方法中，照射全部的用于被测试聚光太阳 电池组件的太阳能电池成为可能，使用完全同样的方法当用于太阳能厂的 太阳能电池也同样成为可能。直流电光源，例如像LED，使用常规定位方 法例如定位标记，能够被闪光灯泡及其另一边的菲涅耳透镜准同轴定位于 菲涅耳透镜。 一个被测试的聚光太阳电池组件能够用直流电光源的方法和 /或常规的定位方法例如定位标记定位，这样它的光入射面定位于菲涅耳 透镜或测试器件的光射出面的里面或正好成一条直线从而整个被测试器 件的闪光灯泡发出的光照射。优选地，设置在直流电光源和闪光灯泡之间，并与它们同轴排列的一 根石英棒作为直流电光源的光控制，例如像LED,以至于能够决定与闪光 灯泡同轴的光源的照明区域。另外，由于用于运转闪光灯泡的高电压，使用石英棒或由高绝缘材料做成的同等的光控制是有利的。为了闪光灯泡和 直流电光源的电源，测试器件更适宜地显示为闪光灯泡和/或直流电光源 用电源连接。为了用本专利技术的测试器件的方式测量被测试的聚光太阳电池组件的 伏安特性，这里公开了一种测量组件和一种连接配置，例如像一条电子电 路，用于连接被测试的聚光太阳电池组件。优选地，本专利技术的测试器件包括一个位于控光装置和菲涅耳透镜之间 的反射镜。这样一个反射镜的使用允许来自闪光灯泡的光被偏转。相对于 在相同的距离没有反射镜的照射，光的偏转使得照射一个更大的菲涅耳透 镜的面积成为可能。这样就使得能生产更小的成为可能，所以使得测试器 件的花费更少。在一个优选的实施例中，本专利技术的测试器件包括设置于控光装置和菲 涅耳透镜之间或设置于控光装置和与控光装置平行的反射镜之间的滤光 器。使用这样一个滤光器能够简易地变更或调节通过控光装置的来自闪光 灯泡的光的照射或光谱，从而消除了在闪光灯泡产生的光的照射或光谱中 的不理想偏差。优选地，本专利技术的测试器件可以设置有一个高抗冲光导盘，特别是一 个玻璃盘，它设置在菲涅耳透镜的光射出面。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚光太阳电池组件（２６）的测试器件（１），具有产生模拟太阳辐射的第一光源（８）、一个光学系统使第一光源发出的光线成束地形成一个单个光线散射小于２°的光束，并适于将这种光束对准聚光太阳电池组件的一个光入射面、及一个用于测量被光线束照射的聚光太阳电池组件（２６）的输出信号的测量组件（３２）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里希W默克勒，
申请(专利权)人：太阳能技术股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]