一种非晶硅标准太阳电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于测量非晶硅太阳电池Ｉ－Ｖ特性的标准太阳电池，属于标准太阳电池技术领域。本实用新型专利技术的目的是，采用晶体硅电池片加有色玻璃滤光片，滤除８００－９００ｎｍ波段，吸收５００－６００ｎｍ波段，做非晶硅标准太阳电池用。标准太阳电池包括４块单晶硅太阳电池片串联成一组，印刷电路板和电池组的背光面是绝缘贴合，滤光片用ＱＢ２１青蓝色玻璃。非晶硅电池光谱响应峰值波长在５００－６００ｎｍ段，相对光谱响应在０．９６以上。晶体硅太阳电池光谱响应峰值在波长８００－９００ｎｍ段，相对光谱响应为零，实现了锐截止滤波效果。本实用新型专利技术可以用来做非晶硅电池比对。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术公开了一种用于测量非晶硅太阳电池I-V特性的标准太阳电池。它通过标准太阳光辐照度分布来测量辐照度或设定太阳模拟器辐照度，属于标准太阳电池

技术介绍
目前，按照IEC标准的规定，校准太阳光(含模拟太阳)辐照度所用的标准电池与被测太阳电池是采用相同工艺、相同材料制成的电池。在实际工作中，单晶硅m-Si，多晶硅P-Si制作的标准电池用于I-V光伏特性测试设备的技术较为成熟。多晶硅P-Si，单晶硅m-Si材料的稳定性好，均系窄带隙材料，频率响应特性曲线在800-900nm波段光线吸收好。非晶硅a-Si是宽带隙材料，光学带隙为1.7eV，材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，非晶硅太阳能电池的转换光电效率低。受光致衰退S-W效应影响，电池性能不稳定。在实际使用中若用非晶硅a-Si太阳电池标定为标准电池，由于光致衰减的作用，工作点很容易发生漂移，需要经常频率标定非晶硅a-Si太阳电池(以下简称非晶硅太阳电池)的内阻高，频响速度低，相对来说单晶硅m-Si太阳电池和多晶硅P-Si太阳电池(以下简称晶体硅太阳电池)内阻低，频响速度比较快。按照测试m-Si及P-Si电池组件的工艺中是使用多次曝光的闪光型光源，不会形成高温，用每次曝光的测试值，将会形成最终的I-V测试值即光滑的I-V曲线。若用此设备测试非晶硅太阳电池组件，由于闪光频率太快，使得测试数值不准。随着非晶硅太阳能电池结的构改进和工艺的进步，可以提高和改善电池的稳定性和减小光致衰退的影响。如采用叠层电池结构，叠层太阳能电池是由在制备的p、i、n层单结太阳能电池上再沉积一个或多个P-i-n层电池制得的。它把不同禁带宽度的材科组台在一起，提高了光谱的响应范围；顶电池的i层较薄，光照产生的电场强度变化不大，保证i层中的光生载流子抽出；底电池产生的载流子约为单电池的一半，光致衰退效应减小。非晶硅太阳能电池尽管稳定性能有了很大的改善，但它的稳定性还远不如晶体硅。按照标准太阳电池的要求，作为标准器件首先要求性能稳定，但直至目前为止，仍未见到有关非晶硅太阳标准电池的有关专利文献或产品。已公开的专利技术专利ZL02143761.5“光学有色玻璃及其应用和光学截止滤光片”为非晶硅标准太阳电池出现带来了希望。它所涉及的技术是，生产出一种透明的光学有色玻璃，它具有截止滤光片性能，而且它的吸收光谱端在390-850nm之间。同时利用这类有色玻璃制备这类有色玻璃锐截止滤光片。
技术实现思路
本技术的目的是，整合现有技术采用晶体硅电池片加有色玻璃滤光片，滤除800-900nm波段，吸收500-600nm波段，设计出电池性能稳定，能模拟非晶硅太阳能电池光谱响峰值的标准太阳电池。本技术的另一个目的是，应用本技术的标准太阳能电池，为非晶硅太阳能电池产品做质量比对。为了实现以上技术所提出的任务，制备非晶硅标准太阳能电池，至少选择两片晶体硅太阳电池片，还包括承托晶体硅太阳电池片的基板和外壳，在电池片的受光面上依次铺设太阳电池胶膜EVA是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和有色玻璃滤光片构成的电池组件，将该组件升温层压固化成一体，封装在客体内。按照本技术所制成的标准太阳电池，所说的电池组件，包括由4块单晶硅太阳电池片串联成一组，还包括所说的滤光片、太阳电池胶膜EVA和带引出电极的基板(印刷电路板)，由层压机加温层压而成的一块独立部件，不封装也可做成标准太阳电池。印刷电路板和电池组的背光面是绝缘贴合，其接触面之间还夹一层EVA胶膜。选择青蓝色玻璃系列做滤光片，在电池组受光面上铺设一层EVA胶膜，最好是选择QB21青蓝色玻璃做滤光片。所说电池组件包括由玻璃滤光片、单晶硅电池组、印刷电路板和层与层之间胶合的EVA胶膜层，温度135℃，并层压固化为一体，将其放置在一个外壳的受光窗口的太阳电池室内，封装。按照本技术所制成的标准太阳电池，所说的标准电池外壳框架的受光窗口视角至少不小于160°，即由单元晶体硅太阳电池片和滤光片构成的平面视角至少不小于160°。本技术标准太阳电池经校准试验见表1，使用稳态太阳能模拟器标准装置，校准温度25℃，标准光谱AM1.5，辐照度1000W/M2模拟在非晶硅电池光谱响应峰值波长在500-600nm段，相对光谱响应在平均0.96以上。晶体硅太阳电池光谱响应峰值在波长800-900nm段，相对光谱响应为零，实现了锐截止滤波效果。按照本技术所制成的标准太阳电池，应用于非晶硅电池产品质量检测，做比对用。随机取出非晶硅电池数片，在模拟太阳光箱下测出非晶硅标准太阳电池的电流值i＝17.4毫安，K为修正系数，K＝标准电池标定值/i，则K＝36.9/17.4＝2.21及每片电池一组数据表格2包括开路电压、短路电流、峰值电压和电流、负载电阻。附图说明图1、是本技术太阳电池和滤光片受光面示意图。图2、是本技术标准太阳电池结构原理示意图。图3、是本技术单个电池组封装示意图，也是本技术的最佳实施例图。图4、是图3中外壳6的结构图。图5、是本技术等能量光谱响应分布曲线。图6、是对应图5等能量光谱响应分布曲线的数据即表1。图7、是应用本技术标准太阳电池在模拟太阳光箱照射下测试图。图8、是图7测试的数据表2。见图1-2，图1中虚线表示入射光法线，标准电池结构是滤光片1、EVA太阳电池胶膜2、电池片3、EVA太阳电池胶膜2、基板4黏合层压固化为一体。图3-4是本技术标准电池，单个电池封装。滤光片1、EVA太阳电池胶膜2、电池片3、EVA太阳电池胶膜2、基板4黏合层压固体，安装在外壳6的电池室受光窗口6内，7是出线槽，为便于安装基板上两个电极和引出线，外壳底板上开两个圆孔8和出线槽7。基板4放在外壳6的电池室，用硅酮胶黏结。电池基板4与外壳6用胶黏剂黏接。实施例见图3是本技术的一个实施例，即单个电池封装结构示意图，虚线框表示电池室，受光窗5，6是电池的外壳由PP料聚丙烯塑料制成，在外客的电池室底板上开有出线槽和定位孔，便于调节基板4和安装定位孔，使太阳光或太阳模拟器光束的中心与电池表面线在标准要求范围内。作为本技术的最佳实施例，按照受光窗口和电池室重叠视角至少不小于160°，计算出4个单元电池片组成一组2，每个单元电池片45mm×10mm。在电池片的受光面和背光面上均贴有一层EVA乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，分别与有色玻璃滤光片和基板贴合，上层压机层压固化。EVA乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，是一种快速黏合胶膜，层压温度135℃，层压固化时间20min，EVA变成有序网状膜，增透。起封装和保护电池的作用，透光率达到90％以上。图7、是本技术的应用实施例图。图中箭头表示模拟太阳光箱，发出的光。在模拟太阳光箱下测出非晶硅标准太阳电池的电流值i＝17.4毫安，K为修正系数，K＝标准电池标定值/i，则K＝36.9/17.4＝2.21及每片电池一组数据表格2包括开路电压、短路电流、峰值电压和电流、负载电阻。P1为模拟太阳光箱下测出的功率P1＝Iop·VopP为经非晶硅标准太阳电池修正后的实际功率 P＝KP1(在25℃，AM1.5，1000W/m2). 可见选择有色光学玻璃青蓝色系列，特别是青蓝玻璃QB21可以把晶体硅频率响应峰值可见光80本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非晶硅标准太阳电池，其特征在于至少选择两片晶体硅太阳电池片做标准太阳能电池，还包括承托晶体硅太阳电池片的基板和外壳，在电池片的受光面上依次铺设太阳电池胶膜ＥＶＡ乙烯－醋酸乙烯酯共聚物和有色玻璃滤光片，构成的电池组件，将该组件升温层压固化成一体，封装。

【技术特征摘要】
1.一种非晶硅标准太阳电池，其特征在于至少选择两片晶体硅太阳电池片做标准太阳能电池，还包括承托晶体硅太阳电池片的基板和外壳，在电池片的受光面上依次铺设太阳电池胶膜EVA乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和有色玻璃滤光片，构成的电池组件，将该组件升温层压固化成一体，封装。2.根据权利要求1所述的一种非晶硅标准太阳电池，其特征在于所说的电池组件，包括由4块单晶硅太阳电池片串联成一组，还包括所说的滤光片、太阳电池胶膜EVA和带引出电极的基板印刷电路板，由层压机加温层压而成的一块标准太阳电池。3.根据权利要求2所述的一种非晶硅标准太阳电池，其特征在于包括选择蓝色玻璃做滤光片，在电池组受光面上铺设一层EVA胶膜。4.根据权利要求1或3所述的一种非晶硅标准太阳电池，其特征在于所说的有色滤光玻璃选择青蓝玻璃系列或其中QB21青蓝色玻璃做滤光片。5.根据权利要求1或2所述的一种非晶硅标准太阳电池，其特征在于所说电池组件包括由玻璃滤光片、单晶硅电池组、印刷电路板和层与层...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毅，郑泽文，朱厚华，
申请(专利权)人：李毅，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]