一种用于提高光伏器件量子效率测试精确度的方法

技术领域

本发明涉及光伏器件电子学测量技术领域，具体涉及一种用于提高光伏器件量子效率测试精确度的方法。

背景技术

光伏组件的作用是将太阳能转化为电能，而在整个太阳能光伏系统中，太阳能电池的参数信息对于提升光伏发电系统的整体效率越发重要，因此综合准确测量电池硅片及小型光伏器件样品的量子效率是获得上述参数的重要途径。在对电池硅片及小型光伏器件样品进行量子效率测试时，现有技术中是将光伏器件样品放置于试验台上，利用一束光源直接照射在样品上，会有一定的光反射后重新照射样品上，会造成量子效率偏高，容易出现QE大于100％的不合理结果。

发明内容

本发明针对现有测试方法中光伏器件量子效率测试光源重复反射造成量子效率测试数据偏高出现无效数据问题，提出一种用于提高光伏器件量子效率测试精确度的方法，本发明的测试方法工艺简单，易于实施，采用本发明的测试方法能够避免因光源重复反射而造成量子效率偏高或出现不合理测试结果等问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种用于提高光伏器件量子效率测试精确度的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、选用低反射率的材料加工形成一个盖板；

S2、在所述盖板上开设测试口和若干探针口，得到测试板；

S3、将待测的光伏器件样品放置于量子效率测试台中；

S4、将所述测试板覆盖于所述光伏器件样品上，使所述探针口对应在所述光伏器件的栅线上，使所述测试口对应于所述光伏器件中光伏响应敏感的区域；

S5、将量子效率测试仪的探针点在探针口处栅线上，将测试光源照射在测试口光伏器件样品的响应区域内；

S6、最后进行光伏器件量子效率测试。

在对硅片电池及小型光伏器件样品进行量子效率(QE)测试时，现有技术通常是直接将硅片电池或小型光伏器件样品放置于试验台上，然后在测试样品上打一束光源，然后通过量子效率测试仪进行量子效率的测试。由于测试样品上会存在栅极的焊带，因此在向测试样品打测试光的时候，焊带会反射一些光线，反射的光线再经过测试室内部的反射，再次打在了测试样品上，这就造成了测试样品上可能存在多个光斑，容易造成量子效率偏高、出现量子效率大于100％的不合理结果。或者，测试样品上也会存在一些玻璃材料，同样的玻璃材料对照射的测试光也具有一定的反射作用，同样也会造成量子效率偏高以及出现量子效率大于100％的不合理结果。在焊带和玻璃材料的共同反射作用下，更加容易使量子效率的测试出现效率大于100％的不合理的结果。

本发明针对上述光伏器件量子效率测试光源反射造成量子效率测试数据偏高出现无效数据的问题，提出了一种用于提高光伏器件量子效率测试精确度的方法；本发明的方法是首先制作一个低反射率的测试板，在进行量子效率测试时通过自制的测试板将电池片样品或小型光伏器件样品完全覆盖住，通过测试板上开设的测试口保留了光源照射点作为光谱响应测试点，以此规避光源重复反射造成多点测试激发致使量子效率偏高或失效。本发明通过设计与硅片电池和小型光伏器件样品相匹配的辅助测试用低反射测试板，减少测试光的反射，提升量子效率测试结果的准确性，减少因光线重复反射带来的测试误差。

进一步的，步骤S1、选用反射率＜5％的材料加工形成所述盖板。

进一步的，步骤S2、中所述的探针口设置为四个，且四个所述的探针口设置在所述测试口的四个角落处。

进一步的，所述的探针口的直径不大于2.0mm。此设计在满足量子效率测试仪探针与栅线连接的前提下，还可以尽量避免在探针口处形成光斑，可以减少因光线重复反射带来的测试误差。

进一步的，所述的探针口的中心与所述测试口的中心距离为5-20mm。将探针口与测试口的中心距离设置在5-20mm之间，这样可以使得自制的测试板能够适用于多种类型的硅片电池或小型光伏器件。由于测试样品的型号或种类不同，导致样品上金属栅线的位置不同，本发明制作的测试板通过对多种类型的硅片电池或小型光伏器件进行对比，折中选择了将探针口与测试口的中心距离设置为5-20mm，使之能够适用于多种类型的测试样品。不至于每个测试样品都对应制作一个测试板，这样既能满足测试需要，又可以降低成本。

进一步的，步骤S2、在所述测试板的背面设置一层绒布，用于防止光伏器件表面划伤。具体的，可在所述测试板的其中一面设置一层柔软的绒布，绒布上对应于测试板同样设置有探针口和测试口，在将测试板覆盖于光伏器件样品上时，保持设有绒布的一面与光伏器件样品的表面接触，可以防止测试板划伤光伏器件表面。

进一步的，步骤S5、将测试光源照射在测试口光伏器件样品的响应区域内会形成光斑，所述测试口的尺寸为所述光斑的3-5倍。具体的，在对光伏器件进行量子效率测试时需要在测试器件上打一束光，光打在光伏器件上会形成光斑，当测试口的尺寸较大时则可能会造成光线重复反射带来的测试误差；当测试口的尺寸较小时也会影响光伏器件量子效率测试结果的准确性；因此本发明通过大量的试验测试优选的将测试口的尺寸设置为光斑的3-5倍。

本发明提供的用于提高光伏器件量子效率测试精确度的方法，包括如下具体步骤：

S1、选用反射率＜5％的材料加工形成一个盖板；在所述盖板上铺设一层柔软的绒布；

S2、然后在所述盖板和所述绒布的一侧开设一个测试口和四个探针口，即可得到测试板；其中：所述的探针口围绕设置在所述测试口的周围，所述探针口的直径不大于2.0mm，所述探针口与测试口的中心距离设置为5-20mm，以便压针选取不同种类电池片主栅线位置，探针口中间裁剪测试口(相当于光源接口)，作为光谱响应测试点；所述测试口的尺寸设置为光斑的3-5倍；

S3、将待测的光伏器件样品放置于量子效率测试台中；

S4、将所述测试板覆盖于所述光伏器件样品上，使所述探针口对应在所述光伏器件的栅线上，使所述测试口对应于所述光伏器件中光伏响应敏感的区域；

S5、将量子效率测试仪的探针点在探针口处测试样品的主栅线上，将测试光源照射在测试口光伏器件样品最敏感的响应区域内；

S6、最后进行光伏器件量子效率测试。

本发明用于提高光伏器件量子效率测试精确度的方法的有益效果：

(1)基于现有光伏器件量子效率测试技术中存在的测试光源重复反射造成量子效率测试数据偏高，出现无效数据等问题，本发明提出了一种用于提高光伏器件量子效率测试精确度的方法，本发明的测试方法工艺简单，易于实施，且整个工艺成本很低，实用性强；采用本发明的测试方法能够避免因光源重复反射而造成量子效率偏高或出现不合理测试结果等问题，提升了光伏器件量子效率的测试精确度。

(2)本发明提供的用于提高光伏器件量子效率测试精确度的方法：首先是制作一个低反射率的测试板，在进行量子效率测试时通过自制的低反射率测试板将电池片样品或小型光伏器件样品完全覆盖住，通过测试板上开设的测试口保留了光源照射点作为光谱响应测试点，以此规避光源重复反射造成多点测试激发致使量子效率偏高或失效。本发明通过设计与硅片电池和小型光伏器件样品相匹配的辅助测试用低反射测试板，减少测试光的反射，提升量子效率测试结果的准确性，减少因光线重复反射带来的测试误差。

(3)本发明通过在测试板上设置一层柔软的绒布可以防止测试板覆盖光伏器件测试样品时划伤样品表面，降低对光伏器件样品的损坏。同时绒布也有助于保持测试样品清洁，不影响测试结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明自制的测试板的结构示意图；

图2为本发明实施例1测得的量子响应曲线；

图3为本发明对比例1测得的量子响应曲线。

图中：1盖板、2探针口、3测试口、4测试板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种用于提高光伏器件量子效率测试精确度的方法，包括如下具体步骤：在该实施例1中选用常规单晶电池片的小型光伏器件作为量子效率的测试样品；

S1、首先选用反射率＜5％的材料加工形成一个盖板1；然后在所述盖板1上铺设一层柔软的绒布；

S2、然后在所述盖板1和所述绒布的一侧开设一个测试口3和四个探针口2，即可得到测试板4(如图1所示)；其中：所述的探针口2围绕设置在所述测试口3的周围(设置在测试口3的四个角落处)，所述探针口2的直径设置为1.5mm，所述探针口2与测试口3的中心距离设置为10mm，以便量子效率测试仪的探针选取不同种类电池片主栅线位置，在四个探针口2包围的中间位置裁剪测试口3(相当于光源接口)，作为光谱响应测试点；所述测试口3的尺寸设置为光斑的4倍；

S3、将常规单晶光伏器件测试样品放置于量子效率测试台中；

S4、将所述测试板4覆盖于所述光伏器件样品上，使所述探针口2对应在所述光伏器件的主栅线上，使所述测试口3对应于所述光伏器件中光伏响应最敏感的区域；

S5、将量子效率测试仪的探针点在探针口处测试样品的主栅线上，在测试样品的正上方垂直向测试口3中的光伏器件样品照射一束测试光，测试光打在了测试样品光伏响应最敏感的区域；

S6、最后进行光伏器件量子效率测试，测试结果见表1及图2。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于测试样品的选择不同，其余测试条件均相同；实施例2中采用常规多晶电池片的小型光伏器件作为量子效率的测试样品。测试结果见表1。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于测试样品的选择不同，其余测试条件均相同；实施例3中采用单晶PERC电池片的小型光伏器件作为量子效率的测试样品。测试结果见表1。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于测试样品的选择不同，其余测试条件均相同；实施例4中采用多晶PERC电池片的小型光伏器件作为量子效率的测试样品。测试结果见表1。

实施例5

实施例5与实施例1的区别在于测试样品的选择不同，其余测试条件均相同；实施例5中采用异质结电池片的小型光伏器件作为量子效率的测试样品。测试结果见表1。

对比例1

一种光伏器件量子效率的测试方法，包括如下步骤：

S3、将常规单晶光伏器件测试样品放置于量子效率测试台中；

S5、将量子效率测试仪的探针点在探针口处测试样品的主栅线上，在测试样品的正上方垂直向常规单晶光伏器件样品照射一束测试光，测试光打在测试样品光伏响应最敏感的区域；

S6、然后进行光伏器件量子效率测试，测试结果见表1及图3。

上述对比例1与实施例1的区别在于，对比例1中没有采用本发明自制的测试板4，而是直接将样品在量子效率测试台中进行测试。

对比例2

对比例2与对比例1的区别在于，测试样品的种类选择不同；对比例2与实施例2的测试样品相同。测试结果见表1。

对比例3

对比例3与对比例1的区别在于，测试样品的种类选择不同；对比例3与实施例3的测试样品相同。测试结果见表1。

对比例4

对比例4与对比例1的区别在于，测试样品的种类选择不同；对比例4与实施例4的测试样品相同。测试结果见表1。

对比例5

对比例5与对比例1的区别在于，测试样品的种类选择不同；对比例5与实施例5的测试样品相同。测试结果见表1。

表1为上述实施例1-5及对比例1-5的测试数据：

从表1的测试数据可以看出，现有测试方法(对比例1-5)测试量子响应效率均大于100％的不合理结果(由于循环反射，造成电池片及小型光伏器件样品多次及多点光谱响应，造成QE设备高估QE值，而出现了QE大于100％的不合理结果)，而采用本发明的方法测试量子响应效率没有出现偏高或大于100％的不合理结果。

由图2的测试结果可以看出，实施例1的测试方法在可见光波段测得的量子响应效率在80％-95％，其测试结果合理。由图3可以看出，对比例1的测试方法在可见光波段测得的量子响应效率出现了大于100％的不合理结果。

上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。