高容性太阳电池组件IV测试最新研究-林慧军

创新合作 共赢 德雷射科，严禁复制 目 录CONTENTS 高容性太阳电池组件I-V测试“现状”0102 德雷射科，严禁复制 01 德雷射科，严禁复制 高容性组件I-V测试：标准规范要求及解读标准规范：IEC60904-1：光伏电流-电压的测量规范条文：第7-7.6-注6条：脉冲太阳光条件下测量规范详情：基于电池技术，电压扫描方向以及扫描频率可能会影响I-V测试，有较高电容的电池更容易出现问题，这些影响在测试程序里自行分析，当正向电压由短路电流开始扫描和反向电压由开路电压开始扫描重叠得很好时，负面影响可以排除。 I-V精准测试的判定条件：测试方法：I-V与V-I正反向扫描必须都做判定条件：正反向扫描结果 （比较笼统）量化指标：0.5%？0.2%？抑或0.1%？500W+-600W+-700W+,测试偏差：1W以内？ 德雷射科，严禁复制 高容性太阳电池：容性原理IRs)dC/dt(V-IRs)/dtCd(V-Ish-Id-Iph d(CVj)/dt-Ish-Id-IphIC-Ish-Id-IphI   CfcCjC  CdV/dt-Ish-Id-Iphd(CVj)/dt-Ish-Id-IphI  0dV/dt 0dV/dt  正向扫描，测量值小于实际值反向扫描，测量值大于实际值 容性电池测试脉宽要求 注：C值大，要求dV/dt值很小，需要IV测量时间长，典型代表：HJT、TopCon等高容性电池。 PN结电容分为势垒电容和扩散电容，在正向偏压时主要考虑扩散电容，扩散电容随外电压成指数型变化，IV测试过程中扩散电容动态变化，Isc-Voc外电压变大，Cd变大，为电容充电，测量电流偏小；Voc-Isc外电压变小，Cd变小， 为电容放电，测量电流偏大。控制电压变化速率（dV/dt ），成为IV量测准确的关键点。低容性组件（普通单多晶）：线性扫描即可准确测量• 较高容性组件（PERC）：长脉冲光源or非线性扫描• 更高容性组件（Topcon、HJT）：稳态？or 更新技术？ 德雷射科，严禁复制 高容性组件I-V测试现行负载技术理论及应用高容性组件（HJT、TopCon）：@龙背（DB）高容性组件（HJT、TopCon）：@磁滞 高容性组件（HJT、TopCon）：@分段测试 高容性组件（HJT、TopCon）：@短脉冲+暗测试修正法（电池适用，组件因需要很大功率的正向电源，较难实施） 德雷射科，严禁复制 高容性组件I-V测试负载技术对比电池类型 线性扫描 非线性扫描（Modgen） 磁滞算法 龙背（DB） 分段测试（基于10ms+线性扫描）PERC №    HJT № № № № № TopCon № № № № № 德雷射科，严禁复制 高容性太阳电池组件I-V测试“现状”光源选择：长脉冲光源是历史必然选择，基本上业内已达成共识负载技术：现行负载技术各有缺点，标准引用：容性是否消除的判定条件不一，判定的阈值如何设定？电容特性：高效≠高容性，PERC也有高容性，电容特性判定依赖经验，暂无量化，是否可以量化？脉冲设定：容性强弱相关性无法实时测量，依赖标板，会整体产生偏差标板选择：个别算法完全依赖标板特性，容易错过最大功率点，产生测试偏差 I-V精准测试亟需解决问题：测试方法：严格按照标准规范，研发适配各种类型的高容性太阳电池最新测试技术容性强弱：需要对每块组件的电容强弱与电压的相关性做细化，便于建立精准的扫描曲线 德雷射科，严禁复制 02 德雷射科，严禁复制 高容性组件I-V测试准确测量步骤 目的高容性电池/组件准确测量 方法消除扩散电容影响，降低电压变化率； 验证I-V与V-I正反扫数据重合或接近 实现德雷射科SAT专利技术德雷射科，严禁复制 SAT专利测试技术简介： Step1分别进行I-V与V-I正反向扫描，确定最大功率点Vmpp1 Step2依据step1得到的Vmpp1自动调整扫描电压变化斜率（扫描曲线） Step3完成第二次I-V与V-I正反扫描，依据标准对比正反向数据，与系统的阈值进行对比，若满足条件则停止测试，若未满足，则跳至step4 Step4重复1-3，逐次逼近，直到测得准确Pmpp（正反扫数据重合或小于设定的阈值）德雷射科，严禁复制 SAT测试步骤详解：SAT测试过程中，依据前一次的测试结果，控制电子负载的扫描电压，建立新的扫描曲线，逐次逼近最大功率点，通过正反向各4次闪光，TopCon样品最后正向I-V测试数据：482.785W，反向V-I测试数据：482.898W，二者偏差：0.113W， 德雷射科，严禁复制 SAT测试三要素之一：Isc准确测量I-V测试过程中，I-V扫描方式：Isc极差：0.0017A与V-I扫描方式：Isc极差：0.0023A，短路状态条件下，完成Isc的量测，所以，不受脉宽的影响，在较短脉宽条件下，Isc无论在正扫还是反扫都是可取的； 德雷射科，严禁复制 I-V测试三要素之二：Uoc准确测量IV测试过程中，I-V扫描方式，在较短脉宽条件下，因扩散电容的存在，不能准确的测试Uoc，数据不可取；而在V-I扫描方式，因测试初始条件即为开路状态，量测的就是开路电压，所以，不受脉宽的影响，在较短脉宽条件下的Uoc也是可取的； 德雷射科，严禁复制 SAT扫描技术在不同脉宽条件下的数据对比1、扫描时间：20-100ms均采用SAT测试技术，测试结果基本一致，HJT样品组件功率极差： ；2、测试次数：随着脉宽加长，测试所需要次数逐渐减少，20ms条件下，HJT样品组件单方向扫描可以7-8次完成测试；3、测试方法：可以一次闪光完成也可以多次曝光完成测试； 德雷射科，严禁复制 SAT扫描技术与modgen均值对比数据1、实验方法：20-100ms采用SAT测试技术与modgen正反向扫描后做均值对比，2、实验结论：在短脉宽条件下，modgen正反扫均值偏离真实数据15-20W； 德雷射科，严禁复制 SAT扫描技术与磁滞算法对比数据1、实验方法：20-100ms采用SAT测试技术与磁滞算法做对比，2、实验结论：在短脉宽条件下，磁滞算法偏离真实数据4-5W； 德雷射科，严禁复制 高容性太阳电池电容相关性实时监测如下图，选取PERC、TopCon、HJT样品分别在SAT测试条件下，分别测试样品容性，实测数据如下：可以很直观的看到不同样品的容性相关性强与弱、也可以直观的看到随着扫描的进行，在什么电压范围内容性达到最强； 德雷射科，严禁复制 高容性太阳电池电容的实时测量如下图，选取TopCon样品在SAT测试条件下，分别在不同脉冲宽度20ms/30ms/40ms/50ms/60ms测试样品电容相关性，数据如下：可以很直观的看到样品的在不同脉宽条件下，电容强弱相关性基本上是一致的，从侧面也印证了测试方法的有效性； 德雷射科，严禁复制 分析汇总总结 逐次逼近SAT测试方法严格按照IEC60904-1标准，正反向差异的阈值可以自行设定，智能判断停止条件SAT扫描：Isc与Uoc可以准确量测；SAT扫描：高容性组件不同脉宽（20-100ms）扫描均可准确量测在短脉宽条件下，高容性TopCon及HJT组件采用SAT扫描优于modgen均值及磁滞测试方法； 逐次逼近SAT测试方法可以实时测试被测样品的电容强弱与电压的相关性；逐次逼近SAT测试方法不依赖标准（板）组件，扫描曲线动态智能调整，具有较好的兼容性； 德雷射科，严禁复制 联系我们 北京德雷射科光电科技有限公司德雷射科（廊坊）科技有限公司公司地址：北京市朝阳区王四营京忱润业工业园E单元15号工厂地址：河北廊坊大厂回族自治县智能硬件产业园1.1期A1栋（邵府派出所对面）公司电话：0316-8366369传真号码：0316-8366369业务咨询：15062303574（黄佳） 13785689062（周宇） 业务邮箱： huangjia@laserdl.cn zhouyu@laserdl.cn公司网址：http://www.laserdl.com.cn 德雷射科，严禁复制 创新合作 共赢 德雷射科，严禁复制