測試圖形與測試參數(shù)講解

測試圖形與測試參數(shù)講解第一頁，共20頁。測試原理I-V曲線講解光電池電流電壓特性組件測試參數(shù)分解異常圖形分析第一頁第二頁，共20頁。測試原理測量原理：測量太陽電池或組件的光伏性能，目前通用的方法是把他們放在穩(wěn)定的自然或模擬太陽光下，并保持一定的溫度，描繪出他們的電流-電壓特性曲線，即I-V曲線，同時測定入射光幅照度。然后將測得的數(shù)據(jù)修正到標準測試條件（STC）或其他所需的幅照度和溫度測試。第二頁第三頁，共20頁。標準測試條件（STC全稱standardtestconditions）共3個：

光強或幅照度=1000W/㎡

電池溫度=25℃±2℃

太陽光譜分布=AM

1.5I-V曲線講解圖形組件通過模擬器在一定的幅照度和溫度下測得的一條電流-電壓（I-V）曲線，如下圖（以GE-200W組件為例）所示縱坐標是電流，橫坐標是電壓。第三頁第四頁，共20頁。ImpPm(最大的功率點)VmpIscVoc第四頁第五頁，共20頁。光電池電流電壓特性光電池電流電壓的輸出特性:光電池工作時共有三股電流:光生電流Il,在光生電流的電壓V下的pn結正向電流IF,流經(jīng)外路的電流I,IL與IF都流經(jīng)pn內部,但是方向相反.即I=IF-IlPN光電流Il結正向電流IF負載I第五頁第六頁，共20頁。1、根據(jù)pn結整流的方程.在正向偏置下,通過結的正向電流為:

IF=Is[exp(qV/KT)-1]

V是光生電壓,Is是反向飽和電流.q為電子電量,K是波耳茲曼常數(shù).T為溫度.

太陽能電池與負載接成通路，通過負載的電流是：I=IF-IL=Is[exp(qV/KT)-1]-IL2、開路電壓Voc：在pn結開路的情況下（R=∞），此時pn結兩端的電壓即為開路電壓Voc。這時，I=0，即IF=IL，將I=0帶入光電池的電壓電流方程：I=IF-IL=Is[exp(qV/KT)-1]-IL，得開路電壓為：

Voc=KT/qln（IL/Is+1）第六頁第七頁，共20頁。3、短路電流Isc：

將pn結短路（V=0），因而IF=0，這時所得的短路電流為Isc，顯然短路電流等于光生電流，即

Isc=IL

4、填充因子FF：

在光電池的伏安特性曲線人一點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的功率點，該點的電壓和電流分別稱為最佳工作電壓Vmp和最佳工作電流Imp。

計算公式：FF=Vop×Iop/Voc×Isc.

它表示最大輸出功率點所對應的矩形面積在Voc和Isc所組成的矩形面積中所占的百分比。特性好的太陽能電池能國獲得較大功率輸出的太陽能電池，第七頁第八頁，共20頁。

也就是Voc，Isc，F(xiàn)F乘積較大的電池。對于有合適效率的電池，該值應在70%-85%之間。5、轉換效率Eff:Eff=Voc.Jsc.FF/Pin=Voc.(Isc/S).[(Vmp.Imp)/(Voc.Isc)]/Pin

=Vmp.Imp/S.PinJsc:單位面積短路電流密度,單位mA/c㎡:Pin:幅照功率,mW/c㎡:第八頁第九頁，共20頁。

Voc:開路電壓，在某特定的溫度和幅照度條件下，光伏發(fā)電器在無負載(即開路)狀態(tài)下的電壓.單片的電壓是0.5-0.6V.Voc=單片電壓*電池片數(shù)量.

Isc:短路電流，在某種特定溫度和幅照度條件下，光伏發(fā)電器在短路狀態(tài)下的輸出電流.SerialNumberUocIscPmppUmppImppFFRsRshD7024133.391298.279239206.473926.401277.82060474.68640.5064118326.5647組件測試參數(shù)分解第九頁第十頁，共20頁。Pm:最大功率,在電流-電壓特性曲線上的電流和電壓乘積為最大的點所表示的功率。Vmp:最大功率點的電壓(即工作電壓),對應于最大功率點的電壓.Imp:最大功率點的電流(即工作電流),對應于最大功率點的電流.FF:填充因子,最大功率與開路電壓和短路電流乘積的比值.即FF=Pm/Voc×Isc.Rs：串聯(lián)電阻，是由于電池的材料本身的電阻，薄層電阻，電極接觸電阻及電池本身傳導電流的電阻所構成的總的串聯(lián)電阻。第十頁第十一頁，共20頁。Rsh：并聯(lián)電阻，在pn結形成不完全的部分所導致的漏電流，稱為旁路電阻或旁漏電阻。串聯(lián)電阻Rs與漏點電阻Rsh對光電池效率的影響.如下圖所示的等效電路.在實際電池結構中,Rs是二極管結構中的等效串聯(lián)電阻,希望值越小越好,趨近于零.Rsh是二極管結構中的等效并聯(lián)電阻,希望值越大越好,趨近于無窮大.IscVIIdVdRshRs第十一頁第十二頁，共20頁。

異常圖形的分析

以GE-200W組件為例cellmixSerialNumberUocIscPmppUmppImppFFRsRshS4:M33:3233.44127.9547178.6928.4306.285367.17330.5452107.03第十二頁第十三頁，共20頁。分析:上面的測試圖形發(fā)生了彎曲,測試參數(shù)Isc與Imp都偏低.經(jīng)檢查是由于組件斷片引起的低功率組件.

太陽能電池串聯(lián)連接時,總的輸出電流為最小一片電池的值,而總的電壓為各電池電壓之和,一旦串聯(lián)時有一個單體電流小于其他單體,整個串聯(lián)賄賂中其他的單體電流也將降低,因為輸出電流取所有單個電池中的最小值,從而大大降低了整個回路的輸出功率.第十三頁第十四頁，共20頁。156*156電池片的參數(shù)型號(Model)S3S4S5轉換效率(Eff)(%)16.25-16.4916.00-16.2415.75-15.99功率(Pm)W3.95-4.013.89-3.953.83-3.89工作電流(Ipm)7.55-7.797.46-7.697.37-7.60短路電流(Isc)8.328.238.17工作電壓(Vpm)V0.5110.5100.508開路電壓(Voc)V0.6140.6120.610第十四頁第十五頁，共20頁。型號(ModelM1M2M3M4M5轉換效率(Eff)(%)15.50-15.7415.25-15.4915.00-15.2414.75-14.9914.50-14.74功率(Pm)W3.77-3.833.71-3.773.65-3.713.59-3.653.53-3.59工作電流(Ipm)A7.28-7.517.20-7.427.12-7.347.04-7.266.95-7.17短路電流(Isc)A8.108.047.957.837.72工作電壓(Vpm)V0.5060.5040.5020.4990.496開路電壓(Vpm)V0.6070.6040.6010.6000.600第十五頁第十六頁，共20頁。cellmixSerialNumberUocIscPmppUmppImppFFRsRshM4:S52:4C2008052608433.27607.3071191.6927.2237.0415578.830.525207.95第十六頁第十七頁，共20頁。分析:以上的測試圖形中可以看出Isc與Imp很接近,實際測試的參數(shù)也是如此,在電池片的參數(shù)表中可以查到Isc,Imp低于電池片的最小值,所以認為該組件中存在不良的電池片.第十七頁第