EN
行业新闻
行业新闻

及时、专业的方案,满足不断发展的流体自动化市场对创新、可靠和速度的要求

光伏组件IV测试原理及公式

光伏组件IV测试原理及公式


01

IV测试的必要性

光伏发电是新能源开发利用的代表。从光伏发电提供动力源的阶段,延伸到新能源动能的使用端链条,中国相关企业已经位于世界第一梯队。光伏IV曲线测试是分析光伏组件发电性能的重要依据。组件出厂时需要进行IV曲线测试,以确定组件的电性能是否正常和功率大小。


02. 光伏电池电路

微信图片_20230902134011.jpg

理想电路中,串联电阻为0Ω,并联电阻为∞,光伏电池的输出功率最大,我们在工作中主要通过各种办法降低串阻以及提高并阻来增加电池的转换效率。




微信图片_20230902134011_1.jpg

等效电路:

Isc 短路电流  RS 串联电阻

包括光伏电池的体电阻、表面电阻、电极电阻、电极与硅片表面的接触电阻等;

Rsh 并联电阻,又称为旁漏电阻

主要因素为硅片边缘污染及内部缺陷引起



03. 光伏测试原理图

微信图片_20230902134011_2.jpg

 测试电路原理图





微信图片_20230902134011_3.jpg

双面电池测试示意图






微信图片_20230902134011_4.jpg

测试控制示意图






04. 转换效率技术公式


微信图片_20230902134012.jpg

1. 电性能参数计算公式

Pin 为单位面积的入射光功率W/m2,Pin 标准光强是指: 光谱AM1.5、测试温度25度状态下1000w/m2

S 为电池单体面积m2;

最大功率Pmpp=Isc*Uoc*FF; 

FF=Impp*Umpp/(Isc*Uoc);

转换效率η= Pmpp/(Pin*S)= Uoc*Isc*FF /(Pin*S);
图片
2. 主要电性能参数
① Uoc:开路电压:
是指电池无电流通过时正负极之间的电位差;
计算方法:将电流数组相邻的电流值两两相乘,当结果小于等于零时,说明I-V线与横轴相交,此时对应电压数组中的值即为开路电压。
理论上我们要求开路电压越高越好,开压主要受以下条件影响:
a. 硅片本身的少子寿命;
b. 扩散均匀性;
c. 铝背场的烧结和铝浆料的选用,铝在硅中是作为P型掺杂,它可以减少金属与硅交接处的少子复合,从而提高开路电压和短路电流,改善对红外线的响应;
d. 背场厚度适当增加,有利于更好的吸附杂质,减少因杂质引起的复合中心,能提高电池的短路电流和开路电压,增加长波段光的响应;  
② Isc:短路电流
正负极短路情况下的电流,将电流数组相邻的电压值两两相乘,当结果小于等于零时,说明I-V线与横轴相交,此时对应电流数组中的值即为短路电流。
a. 金属电极与硅的接触电阻是影响太阳能电池填充因子和短路电流而影响光电转换效率的重要因素之一;金属电极离PN结薄层越近越好,这样更有利于对少数载流子(少子)的吸收;烧结工艺的调试使接触电阻越小越好;
b. 短路电流基本与Rsh无关,但受Rs的影响,随着Rs的增大,Isc会减小;
c. 表面复合速率:低的表面复合速率有助于提高Isc;
d. 减小细栅线线宽:这样减小遮光面积,产生更多的光生载流子;
e. 增大细栅线高度:更好的搜集硅表面的自由电子。
③ Rs:串联电阻
在任何一个实际的太阳电池中,都存在着串联电阻,其来源正栅金属栅线电阻、正面、背面金属半导体接触电阻、正面扩散层的电阻、基区体电阻、背面电极金属层电阻。
a. 不过通常情况下,串联电阻主要来自薄扩散层。PN结收集的电流必须经过表面薄层再流入最靠近的金属导线,这就是一条存在电阻的路线,显然通过金属线的密布可以使串联电阻减小。
b. 判断烧结工艺的好坏应在保证P/N结特性良好的前提下使接触电阻(Rse)越小越好,因不同检测机台的差异性,调试烧结时尽量在同一检测机台测试,对比数据。
c. 理想状态下金属栅线离N区薄层越接近越好;这样可以通过调节烧银的温度来使金属栅线更接近N区薄层,但不能产生过烧,烧穿PN结。
④ FF:填充因子
a. 在光电池的伏安特性曲线任一工作点上的输出功率等于该点所对应的矩形面积,其中只有一点是输出最大功率,称为工作点,该点的电压和电流分别称为工作电压Umpp和工作电流Impp。
b. 它表示了最大输出功率点对应的Umpp和Impp所组成的矩形面积占Uoc和Isc所组成的曲线面积的百分比。特性好的太阳能电池就是能获得较大功率输出的太阳能电池,也就是Uoc,Isc和FF乘积较大的电池。对于有合适效率的电池,该值应0.70-0.85范围之内.
c. 尽量减少铝浆与银铝浆的重叠部分,在显微镜下观察两者重叠部分严重发黑,即大量的有机溶剂没有充分挥发,这样就严重影响电池效率和填充因子。



高效太阳能组件iv检测设备

85

产品介绍:

爱疆自主研发的ZG500型号设备满足行业光谱标准:1.A+A+A+性能;不均匀度、光谱匹配度、光强稳定度三大核心性能指标均超过行业标准。

2.全光谱;光谱范围满足300-1200nm范围,实现高效晶硅电池的全光谱测试,测试准确性大幅提高。太阳电池组件采用四线连接,以及高速数据采集系统,确保了太阳电池电流测量的准确性。红外无接触式测温,准确测出组件温度,确保了温度修正的准确性。

性能特点:

1.A+A+A+标准:高于IEC60904-92020标准

2.300-1200nm全光谱:更加真实反映组件在各波段响应能力

3.A+级光谱匹配 

4.电子负载:扫描方向支持Isc→Voc和Voc→Isc两种模式

5.测量对象:PERC、N型、TOPcon、HJT、CIGS、普通晶硅等技术组件

6.辐照度:调节范围可定制,最低至200 W/m²




内容编辑:爱疆科技-小疆

免责声明:本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请第一时间告知,我们将立即删除,本文只供光伏领域学习讨论之用,无任何商业用途!如有需求、意见或建议,请联系我们aijchina@aijchina. com

Baidu
map