用于电表征被切割的光伏电池的方法技术

一种用于电表征被切割的光伏电池的方法，包括：a)测量未切割的电池的电流

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电表征被切割的光伏电池的方法


[0001]本专利技术涉及对通过切割光伏电池获得的光伏子电池的电性能进行电表征和测量的领域。

技术介绍

[0002]与用整个光伏电池(即未切割的电池)制成的光伏模块相比，光伏子电池(即被切割出的光伏电池)的使用使得能够提高包括光伏子电池的光伏模块的电性能。事实上，与由相同的未切割的电池产生的电流相比，将光伏电池切割成几个子电池使得对于相同的光接收表面积能够减少子电池产生的电流。这种较低的电流导致光伏模块中使用的互连条的电阻损失较低，因此提高了光伏模块的电转换性能。
[0003]另一方面，切割光伏电池使子电池在切割线处形成边缘，边缘不受存在于初始光伏电池上的钝化层的保护。切割还会损坏位于切割线附近的半导体和/或将杂质引入半导体中(例如在激光切割时就是这种情况)。这些缺陷导致在这些切割区中产生的少数电荷载流子的寿命的局部损失，导致在子电池运行点附近的电流和电压损失。在切割异质结(HET)电池时，这种效应尤其明显，异质结电池本质上具有非常少的表面钝化缺陷，并且在异质结电池中少数局部缺陷的形成足以显著降低电池的整体电性能。
[0004]通常，为了量化光伏电池的性能并对其进行分类，在生产线结束时对其进行电表征。分类步骤使得能够创建具有相似电性能的几个类别的电池。这些类别然后使得能够产生具有相似或接近性能的光伏模块，并且避免光伏模块处的功率损失，功率损失是由于在同一模块中使用的光伏电池的电特性之间的显著差异引起的。事实上，如果同一模块中的电池具有不同的性能，则单独的性能差的电池会降低性能好的电池的运行。当光伏模块中的所有电池具有相同或接近的电性能时，这种类型的问题得以避免。
[0005]这也适用于由光伏子电池制成的光伏模块。光伏子电池被单独表征以形成几个类别的子电池，并用相同类别的子电池制成光伏模块。
[0006]具有相同理论电性能的光伏电池实际上不具有均匀的空间分布。因此，相同类别的光伏电池之间可能存在潜在的差异。因为每个光伏电池不是完全均匀的，所以切割步骤造成所得到的子电池的电特性的额外的差异，具有不同性能的相同电池的各部分被物理分开以形成不同的子电池。这种额外的差异因此被添加到不同的整体的、未切割的电池之间已经存在的差异中。
[0007]单独测量光伏子电池的电特性使得子电池的电性能能够被单独量化并分类。另一方面，单独测量子电池的电特性不能量化并区分与电池切割相关的两种效应，即与每个光伏电池内电性能的不均匀性相关的额外的差异，以及由于由电池切割方法引起的电池退化而导致的损失。

技术实现思路

[0008]本专利技术的一个目的是提供一种用于精确量化切割对光伏电池的电性能的影响的
方法，即，量化与光伏电池内的电性能的不均匀性相关的额外的差异，并测量由于由切割方法产生的光伏电池的退化而导致的性能损失，并且还用于正确区分由于将光伏电池切割成几个光伏子电池而产生的这两种效应。
[0009]为此，提供了一种用于电表征至少一个被切割的光伏电池的方法，所述方法包括：
[0010]a)测量未切割的光伏电池的电流
‑
电压特性；
[0011]b)将光伏电池切割成几个光伏子电池；以及
[0012]c)测量未电连接到其他光伏子电池的光伏子电池中的每一者的电流
‑
电压特性；
[0013]d)测量包括彼此并联电连接的所有光伏子电池的组件的电流
‑
电压特性；
[0014]e)根据所测量的电流
‑
电压特性，确定未切割的光伏电池的至少一个电性能参数、光伏子电池中的每一者的至少一个电性能参数、以及包括彼此并联电连接的所有光伏子电池的组件的至少一个电性能参数；
[0015]f)对于光伏子电池中的每一者，计算光伏子电池的电性能参数的值与未切割的光伏电池的电性能参数的值之间的差值；
[0016]g)计算包括彼此并联电连接的所有光伏子电池的组件的电性能参数的值与未切割的光伏电池的电性能参数的值之间的差值。
[0017]步骤a)使得能够在切割之前量化整个光伏电池的初始性能。步骤c)使得能够单独量化切割出的子电池的电性能。在步骤d)中，量化了具有重新连接的子电池的组件的电性能。
[0018]电流
‑
电压特性在未切割的光伏电池、光伏子电池中的每一者以及包括彼此并联电连接的所有光伏子电池的组件的输出端子处进行测量。在电流
‑
电压特性测量期间，在输出端子处测量电流，并且电荷在对其电流
‑
电压特性进行测量的元件两侧变化。
[0019]在步骤d)中执行的测量使得能够测量由彼此并联电连接的所有光伏子电池形成的组件的电流
‑
电压特性，其中光伏子电池以与光伏电池未切割时相同的方式受到限制。因此，通过执行步骤g)中的计算，这个测量能够直接得到由于由切割方法引起的光伏电池的退化而导致的性能损失。
[0020]在步骤c)中执行的测量使得能够突出子电池的电性能的差异，然后评估它们单独的电性能，如果仅执行步骤d)则无法得到上述结果。在步骤f)中执行的计算使得能够精确量化与光伏电池内的电性能的不均匀性相关的额外的差异。
[0021]由于由切割方法引起的电池的退化而导致的性能损失的测量直接代表了所实施的切割方法的质量。因此，可以实施这个方法来确保对包括将光伏电池切割成光伏子电池的生产线上切割质量的连续监控，而不降低生产线的产量。
[0022]这种方法的优点还在于，它可以用测量所需的最少的电子设备来实施，并且使用现有的电流
‑
电压特性测量设备而进行最少的修改。
[0023]在步骤f)中，每个光伏子电池的电性能参数和用于计算的未切割的光伏电池的电性能参数具有相同的性质(电流、电压、功率等)。
[0024]在步骤g)中，包括彼此并联电连接的所有光伏子电池的组件的电性能参数和用于计算的未切割的光伏电池的电性能参数具有相同的性质。
[0025]在步骤f)和g)中，考虑了计算的差值的绝对值，以量化切割对电池的电性能的影响。
[0026]步骤f)中用于计算的电性能参数可以与步骤g)中用于计算的电性能参数具有相同的性质。
[0027]有利地，步骤f)和g)中用于计算的电性能参数可以对应于开路电压。通过选择开路电压作为电性能参数，可以具有非常能代表由切割方法产生的性能损失和与光伏电池内的电性能的不均匀性相关的额外的差异的参数。
[0028]通常，电性能参数可以对应于以下参数中的一者或多者：短路电流I
SC
或短路电流密度J
SC
、开路电压V
OC
、形状因子FF、最大电流I
max
、最大电压V
max
、最大功率P
max
、转换效率η、双面转换效率(其中考虑了在两个面上产生的功率)。还可以考虑反映切割光伏电池之前和之后两面上的性能的过程的电性能参数。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电表征至少一个被切割的光伏电池(102)的方法，所述方法包括：a)测量未切割的光伏电池(102)的电流
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电压特性；b)将所述光伏电池(102)切割成几个光伏子电池(120)；c)测量未电连接到其他光伏子电池(120)的所述光伏子电池(120)中的每一者的电流
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电压特性；d)测量包括彼此并联电连接的所有所述光伏子电池(120)的组件(123)的电流
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电压特性；e)根据所测量的电流
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电压特性，确定未切割的所述光伏电池(102)的至少一个电性能参数、所述光伏子电池(120)中的每一者的至少一个电性能参数、以及包括彼此并联电连接的所有所述光伏子电池(120)的所述组件(123)的至少一个电性能参数；f)对于所述光伏子电池(120)中的每一者，计算所述光伏子电池(120)的所述电性能参数的值与未切割的所述光伏电池(102)的所述电性能参数的值之间的差值；g)计算包括彼此并联电连接的所有所述光伏子电池(120)的所述组件(123)的所述电性能参数的值与未切割的所述光伏电池(102)的所述电性能参数的值之间的差值。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤f)中用于计算的所述电性能参数与在步骤g)中用于计算的所述电性能参数具有相同的性质。3.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在步骤f)和步骤g)中用于计算的所述电性能参数对应于开路电压。4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中步骤a)、步骤c)和步骤d)至少通过以下装置/元件实施：
‑
电压和电流测量装置(110)；
‑
相对于存在于所述光伏电池(102)的正面(104)和背面(106)处的金属化部(108、109、122)设置的接触元件(112、121、124)，所述接触元件(112、121、124)中的每一者都包括彼此电绝缘并配置成各自连接到所述电压和电流测量装置(110)的几个部分。5.根据权利要求4所述的方法，其中在步骤a)和步骤d)期间，对于所述接触元件(112)中的至少一者，开关(118、119)配置成电连接所述接触元件(112)的所述部分，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：法国原子能源和替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：