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光伏組件IV測試原理及公式

作者：admin2023-09-02 17:51 熱度：25843

光伏組件IV測試原理及公式


01

IV測試的必要性

光伏發電是新能源開發利用的代表。從光伏發電提供動力源的階段，延伸到新能源動能的使用端鏈條，中國相關企業已經位于世界第一梯隊。光伏IV曲線測試是分析光伏組件發電性能的重要依據。組件出廠時需要進行IV曲線測試，以確定組件的電性能是否正常和功率大小。


02. 光伏電池電路

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理想電路中，串聯電阻為0Ω，并聯電阻為∞，光伏電池的輸出功率最大，我們在工作中主要通過各種辦法降低串阻以及提高并阻來增加電池的轉換效率。

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等效電路：

Isc 短路電流  RS 串聯電阻

包括光伏電池的體電阻、表面電阻、電極電阻、電極與硅片表面的接觸電阻等；

Rsh 并聯電阻，又稱為旁漏電阻

主要因素為硅片邊緣污染及內部缺陷引起




03. 光伏測試原理圖

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 測試電路原理圖


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雙面電池測試示意圖


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測試控制示意圖






04. 轉換效率技術公式


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1. 電性能參數計算公式

Pin 為單位面積的入射光功率W/m2，Pin 標準光強是指: 光譜AM1.5、測試溫度25度狀態下1000w/m2；

S 為電池單體面積m2；

最大功率Pmpp=Isc*Uoc*FF； 

FF=Impp*Umpp/（Isc*Uoc）；

轉換效率η= Pmpp/（Pin*S）= Uoc*Isc*FF /（Pin*S）；
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2. 主要電性能參數
① Uoc：開路電壓：
是指電池無電流通過時正負極之間的電位差；
計算方法：將電流數組相鄰的電流值兩兩相乘，當結果小于等于零時，說明I-V線與橫軸相交，此時對應電壓數組中的值即為開路電壓。
理論上我們要求開路電壓越高越好，開壓主要受以下條件影響：
a. 硅片本身的少子壽命；
b. 擴散均勻性；
c. 鋁背場的燒結和鋁漿料的選用，鋁在硅中是作為P型摻雜，它可以減少金屬與硅交接處的少子復合，從而提高開路電壓和短路電流，改善對紅外線的響應；
d. 背場厚度適當增加，有利于更好的吸附雜質，減少因雜質引起的復合中心，能提高電池的短路電流和開路電壓，增加長波段光的響應;  
② Isc：短路電流
正負極短路情況下的電流，將電流數組相鄰的電壓值兩兩相乘，當結果小于等于零時，說明I-V線與橫軸相交，此時對應電流數組中的值即為短路電流。
a. 金屬電極與硅的接觸電阻是影響太陽能電池填充因子和短路電流而影響光電轉換效率的重要因素之一；金屬電極離PN結薄層越近越好，這樣更有利于對少數載流子(少子)的吸收；燒結工藝的調試使接觸電阻越小越好；
b. 短路電流基本與Rsh無關，但受Rs的影響，隨著Rs的增大，Isc會減小；
c. 表面復合速率:低的表面復合速率有助于提高Isc；
d. 減小細柵線線寬：這樣減小遮光面積，產生更多的光生載流子；
e. 增大細柵線高度：更好的搜集硅表面的自由電子。
③ Rs：串聯電阻
在任何一個實際的太陽電池中，都存在著串聯電阻，其來源正柵金屬柵線電阻、正面、背面金屬半導體接觸電阻、正面擴散層的電阻、基區體電阻、背面電極金屬層電阻。
a. 不過通常情況下，串聯電阻主要來自薄擴散層。PN結收集的電流必須經過表面薄層再流入最靠近的金屬導線，這就是一條存在電阻的路線，顯然通過金屬線的密布可以使串聯電阻減小。
b. 判斷燒結工藝的好壞應在保證P/N結特性良好的前提下使接觸電阻（Rse）越小越好,因不同檢測機臺的差異性，調試燒結時盡量在同一檢測機臺測試，對比數據。
c. 理想狀態下金屬柵線離N區薄層越接近越好；這樣可以通過調節燒銀的溫度來使金屬柵線更接近N區薄層，但不能產生過燒，燒穿PN結。
④ FF：填充因子
a. 在光電池的伏安特性曲線任一工作點上的輸出功率等于該點所對應的矩形面積，其中只有一點是輸出最大功率，稱為工作點，該點的電壓和電流分別稱為工作電壓Umpp和工作電流Impp。
b. 它表示了最大輸出功率點對應的Umpp和Impp所組成的矩形面積占Uoc和Isc所組成的曲線面積的百分比。特性好的太陽能電池就是能獲得較大功率輸出的太陽能電池，也就是Uoc，Isc和FF乘積較大的電池。對于有合適效率的電池，該值應0.70-0.85范圍之內.
c. 盡量減少鋁漿與銀鋁漿的重疊部分，在顯微鏡下觀察兩者重疊部分嚴重發黑，即大量的有機溶劑沒有充分揮發，這樣就嚴重影響電池效率和填充因子。



高效太陽能組件iv檢測設備

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產品介紹:

愛疆自主研發的ZG500型號設備滿足行業光譜標準：1.A+A+A+性能；不均勻度、光譜匹配度、光強穩定度三大核心性能指標均超過行業標準。

2.全光譜；光譜范圍滿足300-1200nm范圍，實現高效晶硅電池的全光譜測試，測試準確性大幅提高。太陽電池組件采用四線連接，以及高速數據采集系統，確保了太陽電池電流測量的準確性。紅外無接觸式測溫，準確測出組件溫度，確保了溫度修正的準確性。

性能特點：

1.A+A+A+標準：高于IEC60904-92020標準

2.300-1200nm全光譜：更加真實反映組件在各波段響應能力

3.A+級光譜匹配 

4.電子負載：掃描方向支持Isc→Voc和Voc→Isc兩種模式

5.測量對象：PERC、N型、TOPcon、HJT、CIGS、普通晶硅等技術組件

6.輻照度：調節范圍可定制，最低至200 W/m2





內容編輯：愛疆科技-小疆

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