一种薄膜光伏组件的器件性能分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种薄膜光伏组件的器件性能分析方法及系统，应用于光伏组件测试技术领域，方法包括以下步骤：S1、为薄膜光伏组件提供光照和暗态测试环境，S2、分别采集薄膜光伏组件在光照和暗态下的IV数据，S3、将薄膜光伏组件的IV数据转换为单个光伏器件的JV数据，S4、基于单个光伏器件的JV数据分析薄膜光伏组件的性能。本发明专利技术将光伏组件的三个象限IV数据转化为单个器件的JV数据，可以追踪电池长期服役下电池微观载流子主要复合机制的变化，从而进一步理解组件长期效率衰退的器件内部机理，监控组件长期使用性能并为组件生产工艺改进提供基础数据。供基础数据。供基础数据。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜光伏组件的器件性能分析方法及系统


[0001]本专利技术涉及光伏组件测试
，更具体的说是涉及一种薄膜光伏组件的器件性能分析方法及系统。

技术介绍

[0002]一般情况下，光伏组件在出厂时都要进行IV曲线测试，以便确定组件的电性能是否正常和功率大小，IV曲线测试能够测量开路电压、短路电流等参数，可以识别光伏组件/阵列缺陷或遮光等问题，用于积尘损失、温升损失，功率衰减、串并联适配损失的计算，IV测试对光伏电站中光伏组件稳定运行具有重要意义。目前，现有的薄膜组件和薄膜电池器件性能的测试方法，通过开路电压、短路电流进行评价，只能比较宏观地反应组件的电学特性，从整体上评价光伏组件的性能是否存在问题，并不能对组件进行更深层次的性能分析和评价，无法通过现有的IV测试得出组件的性能衰退原因。
[0003]因此，如何提供一种能够对光伏组件进行进一步分析、追踪性能变化原因的性能分析方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种薄膜光伏组件的器件性能分析方法及系统，通过三个象限的IV测试，对光伏组件进行更深层次的性能分析和评价，进一步分析太阳电池器件的微观复合机理。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种薄膜光伏组件的器件性能分析方法，包括以下步骤：
[0007]S1、为薄膜光伏组件提供光照和暗态测试环境；
[0008]S2、分别采集薄膜光伏组件在光照和暗态下的IV数据；
[0009]S3、将薄膜光伏组件的IV数据转换为单个光伏器件的JV数据；
[0010]S4、基于单个光伏器件的JV数据分析薄膜光伏组件的性能。
[0011]可选的，S1具体为：
[0012]将薄膜光伏组件放置在环境模拟箱中，环境模拟箱内设置氙灯光源，关闭氙灯光源为薄膜光伏组件提供暗态测试环境；打开氙灯光源，为薄膜光伏组件提供光照测试环境；调整氙灯光源的光照强度，为薄膜光伏组件提供不同的光照条件。
[0013]可选的，S2的IV数据采集为：
[0014]S21、为薄膜光伏组件接入数据采集电路；
[0015]S22、对薄膜光伏组件施加反向电压，调节电压值，读取对应的第二象限电流；
[0016]S23、对薄膜光伏组件施加正向电压，从正向电压为零开始逐渐增加至正向电压大于组件的开路电压，读取对应的第一象限、第四象限电流。
[0017]可选的，S2中的数据采集电路为串
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并联型Buck
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Boost变换器，串
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并联型Buck
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Boost变换器的输出端连接薄膜光伏组件，串
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并联型Buck
‑
Boost变换器为薄膜光伏组件提
供反向电压和正向电压。
[0018]可选的，S3具体为：
[0019]S31、获取薄膜光伏组件内单个光伏器件的串联和并联关系；
[0020]S32、基于薄膜光伏组件在光照和暗态下的IV数据计算单个光伏器件在光照和暗态下的IV数据；
[0021]S33、将单个光伏器件在光照和暗态下的IV数据转换为JV数据。
[0022]可选的，S4中通过单个光伏器件的JV数据进行计算，得到薄膜光伏组件的开路电压、短路电流密度、填充因子、效率、串联电阻、分流电阻，单个光伏器件的二极管理想因子。
[0023]本专利技术还公开了一种薄膜光伏组件的器件性能分析系统，包括：环境模拟模块、数据采集模块、数据处理模块、性能分析模块；
[0024]环境模拟模块，与数据采集模块连接，用于为薄膜光伏组件提供光照和暗态两种测试环境；
[0025]数据采集模块，与数据处理模块连接，用于采集薄膜光伏组件在光照和暗态下的IV数据；
[0026]数据处理模块，与性能分析模块连接，用于将薄膜光伏组件的IV数据转换为单个光伏器件的JV数据；
[0027]性能分析模块，用于基于单个光伏器件的JV数据分析薄膜光伏组件的性能。
[0028]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种薄膜光伏组件的器件性能分析方法及系统，具有以下有益效果：将光伏组件的三个象限IV数据转化为单个器件的JV数据，可以追踪电池长期服役下电池微观载流子主要复合机制的变化，从而进一步理解组件长期效率衰退的器件内部机理，监控组件长期使用性能并为组件生产工艺改进提供基础数据；数据采集电路选择串并联型Buck
‑
Boost变换器，能够保证输出电压的调节精度，具有比较好的动态特性。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术的性能评价方法流程图；
[0031]图2为本专利技术实施例中薄膜光伏组件的IV曲线图；
[0032]图3为本专利技术的数据采集电路拓扑结构图；
[0033]图4为本专利技术实施例中单个光伏器件的JV曲线图；
[0034]图5为本专利技术实施例中数据计算结果图，其中，5.1为单个光伏器件在光照和暗态下的JV曲线图，5.2为单个光伏器件的g(V)曲线图，5.3为单个光伏器件的r(J)曲线图，5.4为单个光伏器件的二极管曲线图；
[0035]图6为本专利技术的性能评价系统原理图。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]本专利技术实施例公开了一种薄膜光伏组件的器件性能分析方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0038]S1、为薄膜光伏组件提供光照和暗态测试环境；
[0039]S2、分别采集薄膜光伏组件在光照和暗态下的IV数据；
[0040]S3、将薄膜光伏组件的IV数据转换为单个光伏器件的JV数据；
[0041]S4、基于单个光伏器件的JV数据分析薄膜光伏组件的性能。
[0042]其中，IV数据为电流和电压数据，JV数据为电流密度和电压数据。
[0043]进一步的，S1具体为：
[0044]将薄膜光伏组件放置在环境模拟箱中，环境模拟箱内设置氙灯光源，关闭氙灯光源为薄膜光伏组件提供暗态测试环境；打开氙灯光源，为薄膜光伏组件提供光照测试环境；调整氙灯光源的光照强度，为薄膜光伏组件提供不同的光照条件。
[0045]更进一步的，环境模拟箱中的温度固定为66.5℃。
[0046]进一步的，S2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜光伏组件的器件性能分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、为薄膜光伏组件提供光照和暗态测试环境；S2、分别采集薄膜光伏组件在光照和暗态下的IV数据；S3、将薄膜光伏组件的IV数据转换为单个光伏器件的JV数据；S4、基于单个光伏器件的JV数据分析薄膜光伏组件的性能。2.根据权利要求1所述的一种薄膜光伏组件的器件性能分析方法，其特征在于，S1具体为：将薄膜光伏组件放置在环境模拟箱中，环境模拟箱内设置氙灯光源，关闭氙灯光源为薄膜光伏组件提供暗态测试环境；打开氙灯光源，为薄膜光伏组件提供光照测试环境；调整氙灯光源的光照强度，为薄膜光伏组件提供不同的光照条件。3.根据权利要求1所述的一种薄膜光伏组件的器件性能分析方法，其特征在于，S2的IV数据采集为：S21、为薄膜光伏组件接入数据采集电路；S22、对薄膜光伏组件施加反向电压，调节电压值，读取对应的第二象限电流；S23、对薄膜光伏组件施加正向电压，从正向电压为零开始逐渐增加至正向电压大于组件的开路电压，读取对应的第一象限、第四象限电流。4.根据权利要求3所述的一种薄膜光伏组件的器件性能分析方法，其特征在于，S2中的数据采集电路为串
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并联型Buck
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Boost变换器，串
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并联型Buck
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Boost变换器的输出端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇航，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：