太阳能电池测试整理全

填空题1、 IEC 61215 中的双 85 是指 试验温度 85℃ ± 2℃ 和 相对湿度为 85%±5% 。2、目前，世界范围中存在 ANSI 、 IEC 两大光伏组件测试标准体系，中国的光伏组件产品测试基本上遵循 IEC 体系的测试标准。3、光伏玻璃通过镀膜来增加透光率，薄膜制备的方法 提拉法 和 喷涂法 。4、硅太阳能电池片正面采光面为 负 极。5、太阳电池的标准测试条件： 辐照度 1000W/m 2 ， AM1.5 光谱 ， 电池温度 25℃ 。6、 太阳电池组件为了获得更高的工作电压， 可以把组件 串连 起来， 为了获得更大的输出电流，可以将组件 并联 使用。7、 在一定条件下， 串联的组件中被遮挡的组件容易产生 热斑效应 ， 会严重破坏电池组件； 通过设计 旁路二极管 可有效避免热斑效应对组件的负面影响。8、 IEC 61215 中， 紫外光预处理试验采用的波长范围是 280nm-385nm ，其中，波长为 320nm-385nm的紫外辐射至多为 10KWh · m2。9、 IEC 61215机械载荷试验中，一般情况下表面施加负荷 2400Pa ，在试验组件承受雪重压能力时，应施加 5400Pa 负荷10、现有两件 CS5A-160型号的组件，进行 IEC 61215 可靠性测试的热循环 200次试验，标准条件下初始试验测得最大功率都为 159W，在结束热循环以及后续试验，包括湿漏电实验，最后测得最大功率分别为 142W、 140W，则代表的这一批测试组件 不能 通过可靠性测试（能 / 不能 / 可能）。判断题（判断以下各题是否正确，正确打√，错误打 X ，若有错， 请进行改正 。 ）1 、 从 生 产 线 上 制 作 完 成 的 组 件 ， 可 以 直 接 进 行 紫 外 预 处 理 试 验 。（ × ）需要进行预处理，累计一定的辐射量2 、 用 于 组 件 最 大 功 率 确 定 的 太 阳 模 拟 器 辐 照 不 均 匀 度 应 小 于 2%。（ × ）小于 5%3、采用 IEC 61215基本方法测量 NOCT时，需要保留环境温度 30℃的记录数据，用于后续数据处理。 （ √ ）4、组件在进行 IEC 61215 湿冻试验时，应保持气候室中 85%的相对湿度。（ × ）温度在室温上时需要加湿度，室温下不加5、 CS6P-200型号的组件进行 IEC 61215 湿漏电流试验，组件正负极引出线接到绝 缘 测 试 仪 正 极 ， 组 件 边 框 接 到 测 试 仪 负 极 。（ × ）用金属片连接负极到水溶液简答题1、 光伏组件测试中的光谱失配误差来源是什么？通常采用什么方法来改善这种失配？答： 光谱失配误差有两个来源： 一种是太阳模拟器的光谱和标准太阳光谱不一致，另一种是被测太阳电池的光谱响应和标准太阳电池的光谱响应不一致。二种情况相比之下， 后一种情况更容易产生失配误差， 因为待测太阳电池是多种多样的， 不可能每一片待测电池都配上和它光谱响应完全一致的标准太阳电池。 光谱响应之所难于控制， 一方面出于工艺上的原因， 在众多复杂因素的影响下，即使是同工艺、同结构、同材料，甚至是同一批生产出来的太阳电池，并不能保证具有完全相同的光谱响应， 另一方面来自测试的困难， 光谱响应的测量要比伏安特性麻烦得多， 也不易测量正确， 不可能在测量伏安特性之前先把每片太阳电池的光谱响应测量一下。 因此为了改善光谱匹配， 最好的办法是设计光谱分布和标准太阳光谱非常接近的精密型太阳模拟器。2、 EVA(乙烯 - 醋酸乙烯共聚物 ) 为什么要进行交联？常用交联剂的交联度与哪些因素有关？能否 100%交联？答：未交联的 EVA为线状大分子链结构，以物理力聚集在一起，作用力弱，易受溶剂和热的影响。使 EVA由线状变成网状结构，即交联，可以提高力学性能、提高耐热性、增强耐溶剂性能。交联度与层压时间，温度及压力相关在反应初期，交联基本不发生，随着反应进行，交联度迅速增大，到达一定交联度后， 交联的正逆反应速度相等， 达到平衡， 交联度保持在一个较高的水平（ 90%左右）不再发生变化。3、 热循环试验中，循环 200 次与循环 50 次在测试程序上最大的不同是什么？答：热循环（即温度循环），循环 200 次时需要给组件加上标准测试条件下最大功率点电流 ，而且仅在组件超过 25℃时施加，而循环 50 次不需要加电流。4、 光伏组件玻璃有什么要求？通常采用什么方法来减小反射带来的能量损失？要求： 1、光学性能：高的透光率，一般在 91.7%以上；2、机械性能： 2400Pa的载荷，正反面各压 1h，最后一次正面 5400Pa的载荷（雪压） ；3、化学性质稳定性：良好的耐酸碱能力，耐水解性；4、良好的耐冷热冲击性能：试样应耐 200 度的温差不破坏；5、冲击性能： 25mm 的冰球以 23m/s 速度撞击玻璃共撞击 11 点。通常采用对玻璃镀膜的方法来减小反射带来的能量损失。四、计算题1. 电池标称工作温度的测量实验中，第一天测试时，测试期间平均环境温度为 18℃，平均风速为 0.5m/s ，当辐照度为 800W/m2时，测得电池温度为 37℃，环境温度为 15℃。第二天测试时，测试期间平均温度为 15℃，平均风速为 1m/s，当福照度为800W/m2 时，测得电池温度为 35℃，环境温度为 13℃。第三天测试时，测试期间平均温度为 20℃，平均风速为 1.1m/s ，当福照度为 800W/m2时，测得电池温度为 33℃，环境温度为 14℃。试估算电池标称工作温度。答：以第一天为例子： （处理依据见讲义 NOCT 测量部分）800W/m2 时，初步的 NOCT = TJ - Tamb + 20 = 37 – 15 +20 = 42 ℃平均环境温度为 18℃，平均风速为 0.5m/s，由图得校正因子为 -1℃校正的 NOCT = 初步的 NOCT + 校正因子 = 42 -1 = 41 ℃依次算出第二、三天的 NOCT，然后求平均。2. 利用参考平板法测定组件 NOCT时，测试期间平均辐照度为 820W/m2，平均环境温度为 22℃，平均风速为 2m/s。测得参考平板平均温度为 40℃，组件1 平均温度为 43℃，组件 2 的平均温度为 41℃。设参考平板在 SRE条件下平均稳态温度为 48℃。试估算组件 NOCT。答：取组件 1 的平均温度，计算 JP1 J P 43 40 3T T TD = - = - = ℃取组件 2 的平均温度，计算 JP2 J P 41 40 1T T TD = - = - = ℃取 ( )JP1 JP2JPm 22T TT D + DD = = ℃测试期间平均辐照度为 820W/m2，辐照度校正因子 800 / 820 .f = =环境温度为 22℃，查表并利用差值公式得 22 20 1.0030 20 0.96 1.00B- -=- -， B =平均风速为 2m/s，且电池温度较高，查图得风速校正因子： R =将 JPmTD 修正到标准参考环境： ( )JPm sre JPm fT TBRD = D =，参 考 平 板 在 SRE 条 件 下 平 均 稳 态 温 度 为 48 ℃ ， 组 件 NOCT = PR JPm,sre T T+ D =阿特斯公司生产的 CS5A-160光伏组件，电性能参数如图所示，由 72（ 6*12）片电池片串联构成，试求（ 1）单个电池片的短路电流温度系数，开路电压温度系数。（ 2）辐照度 1100W/m2 时， Isc1=5.75A ， Voc1=44.1V，最大功率点附近 P 点为 5.58A， 37.1V，辐照度 900W/m2时， Isc2=4.63A ， Voc2=43.0V，最大功率点附近 Q 点为 4.46A， 38.3V，辐照度 700W/m2时， Isc3=3.51A ， Voc3=42.2V，最大功率点附近 S 点为 3.34A， 39.7V，求组件的内部串联电阻。(3) 若辐照度 1100W/m2 时数据为 30℃时测得， 试将 P点值转换为标准测试条件下的值。设标准电池在实测条件下短路电流为 5.8A，标准条件下短路电流为 5A。电池串联内阻利用上题计算所得近似。（ 4）试说明该组件在 IEC 体系绝缘试验中加电压的技术要点。答：（ 1）因为组件是由 ns =72 片串联而成，由公式 β =ns* β c 可得单个电池片的电压温度系数 β c为 -0.35%/℃除以 72 得 -0.0049%/℃，电流温度系数 α c为 0.060%/℃。（ 2） Rs1=（ 38.3V-37.1V ） / （ 5.75A-4.63A ）≈ 1.07 ΩRs2=（ 39.7V-37.1V ） / （ 5.75A-3.51A ）≈ 1.16 ΩRs3=（ 39.7V-38.3V ） / （ 4.63A-3.51A ）≈ 1.25 ΩRs=（ Rs1+ Rs2+ Rs3） /3=1.16Ω（ 3） I 2=I 1+I SC[I SR/ I MR-1]+ α （ T2-T 1） =4.9A V 2=V1-RS(I 2-I 1)-k*I 2(T 2-T 1)- β （ T2-T 1） =37.85V （ 4）技术要求：无绝缘击穿（小于 50μ A） ，或表面无破裂现象组件面积小于 0.1m2的，绝缘阻抗应该不小于 400MΩ · m2组件面积大于 0.1m2的，绝缘阻抗应该不小于 40MΩ · m2 有 S 个电池呈单串串联连接，若其中一块被部分遮阴，则会产生热斑效应。如电池的电流电压曲线如下图所示。d1 和 d2 分别为两种可能的遮光电池反向特性曲线。问： d1 和 d2 分别为什么类型的热斑，如何确定？其最大消耗功率发生在遮光比分别为多少？最大消耗功率为多少？D1为 B 类， d2 为 a 类，通过 d1 与 d2 的斜率，斜率大的阻值小，斜率小的阻值大。B类最大消耗功率发生在全遮的情况， p=2× 2√ 3=4√ 3 A 类最大消耗功率发生在遮光比为遮光电池与（ s-1 ）电池片的短路电流之比，p=2× 2√ 3=4√ 3 CS5P-240型号的组件，在制造过程中使用的材料有所更改，具体如下：组件采用的多晶硅电池片供应商更改， 电池片厚度由原来的 260 m变为 190 m；采用 TPE代替原来的 TPT；原 60%Sn/40%Pb的镀锡焊带改为 62%Sn/36%Pb/2%Ag的镀锡焊带。则需要进行哪些测试，以保持该型号组件符合 IEC61215 的认证？并说明理由。1， 外观检查，最大功率确定，绝缘试验，湿漏电流试验，热循环试验，热斑耐久性实验，机械载荷实验，外观检查，最大功率确定，绝缘试验，湿漏电流试验原因 :电池片工艺变更：供应商更改，厚度大于 200 m电池片厚度减小超过 25%，2， 外观检查，最大功率确定，绝缘试验，湿漏电流试验，紫外预处理实验，热循环实验，引出端强度试验，湿冻试验，外观检查，最大功率确定，绝缘试验，湿漏电流试验原因：背板变更：不同材料3， 外观检查，最大功率确定，绝缘试验，湿漏电流试验，热循环实验，湿热试验，热斑耐久实验，外观检查，最大功率确定，绝缘试验，湿漏电流试验原因：电池互联的材料或方式变更：不同的焊接材料或助焊材料