本發(fā)明涉及一種太陽電池電勢誘導衰減的測試裝置，尤其涉及一種快速測試太陽電池電勢誘導衰減的裝置及其方法，屬于太陽電池測試技術領域。

背景技術：

潛在電勢誘導衰減（PID， potential Induced Degradation），是光伏電池的特性之一，指在高溫多濕環(huán)境下，高電壓流經(jīng)太陽能電池單元便會導致輸出下降的現(xiàn)象。

目前，電勢誘導衰減迅速成為光伏領域嚴重的衰減之一。組件在高溫高濕環(huán)境中容易由于鈉離子遷移或者表面極化，形成嚴重的功率衰減?，F(xiàn)有的測試太陽電池電勢誘導衰減的方法主要采用國際IEC標準，將電池封裝成組件，然后在一定溫度一定濕度下，組件正負極短接，在組件電極與邊框之間外加一定偏壓，然后觀察經(jīng)過一定時間，如96h后，組件功率的變化情況。這種測試方法的不足之處在于：1、需要較長時間，如96小時；2、為組件端測試，必須封裝成組件才能測試；3、被組件封裝材料干擾，無法從電池端直接探測，也無法橫向比較電池端衰減幅度。

因此，有必要重新設計一種太陽電池電勢誘導衰減的測試裝置。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中，太陽電池電勢誘導衰減測試方法中存在的測試周期長，測試方式不夠靈活等技術問題，提供一種快速測試太陽電池電勢誘導衰減的裝置及其方法，縮短測試周期，提高測試的靈活性和測試結(jié)果的可用性。

為此，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種快速測試太陽電池電勢誘導衰減的裝置，包括：

環(huán)境箱，環(huán)境箱內(nèi)具有調(diào)節(jié)溫度和濕度的調(diào)節(jié)裝置；

金屬測試臺，所述金屬測試臺設置在環(huán)境箱內(nèi)且金屬測試臺的臺面溫度可以調(diào)節(jié)；

外置電源，產(chǎn)生200V至1000V的電壓；以及，

若干金屬探針，所述金屬探針通過導線與外置電源連接，金屬探針具有尖的端部；

測試時，待測試的太陽電池放置在金屬測試臺的臺面上，調(diào)節(jié)金屬測試臺臺面的溫度至第一測試溫度，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至第一測試濕度，對待測試的太陽電池進行J-V測試和EL測試；隨后，用導線連通太陽電池的前電極和金屬測試臺，調(diào)節(jié)金屬測試臺臺面的溫度至第二測試溫度，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至第二測試濕度，用導線將金屬探針、外置電源和金屬測試臺依次串聯(lián)，外置電源產(chǎn)生200V至1000V的電壓，將金屬探針的端部放置在待測太陽電池的上表面并將電荷輸入到待測太陽電池的表面，持續(xù)第一時間后，再次調(diào)節(jié)金屬測試臺臺面的溫度至第一測試溫度，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至第一測試濕度，將金屬探針的端部從待測太陽電池的表面移除，重新對待測試的太陽電池進行J-V測試和EL測試，比較兩次J-V測試結(jié)果和EL測試的圖像，得出結(jié)論。

進一步地，所述第一測試溫度為25℃，第一測試濕度為相對濕度20-40%。

進一步地，所述第二測試溫度為80-90℃，第二測試濕度為相對濕度80-90%。

進一步地，所述第一時間為20-30小時。

本發(fā)明的另一方面，提供一種快速測試太陽電池電勢誘導衰減的方法，包括如下步驟：

S1：將待測的太陽電池放置在環(huán)境箱內(nèi)的金屬測試臺的臺面上；

S2：調(diào)節(jié)金屬測試臺的臺面的溫度至第一測試溫度，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至第一測試濕度，對待測太陽電池進行J-V測試和EL測試，記錄下測試值；

S3：用導線連通太陽電池的前電極和金屬測試臺，調(diào)節(jié)金屬測試臺臺面的溫度至第二測試溫度，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至第二測試濕度，用導線將金屬探針、外置電源和金屬測試臺依次串聯(lián)，外置電源產(chǎn)生200V至1000V的電壓，將金屬探針的端部放置在待測太陽電池的上表面并將電荷輸入到待測太陽電池的表面，持續(xù)第一時間；

S4：調(diào)節(jié)金屬測試臺臺面的溫度至第一測試溫度，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至第一測試濕度，將金屬探針的端部從待測太陽電池的表面移除，重新對待測試的太陽電池進行J-V測試和EL測試，記錄下測試值；

S5：比較兩次J-V測試結(jié)果，同時對比EL測試的圖像，如果功率>5%，同時發(fā)現(xiàn)EL圖像出現(xiàn)大面積亮度下降30%以上，可以判定待測太陽電池的抗PID能力較弱。

進一步地，所述第一測試溫度為25℃，第一測試濕度為相對濕度20-40%。

進一步地，所述第二測試溫度為80-90℃，第二測試濕度為相對濕度80-90%。

進一步地，所述第一時間為20-30小時。

本發(fā)明中，外置電源產(chǎn)生200V至1000V的電壓，電源的極性正接和反接不限。

本發(fā)明具有如下有益效果：

通過采用金屬探針的尖端放電，在待測太陽電池的表面形成正/負束縛電荷；在測試過程中，通過探針的移動，或者采用金屬探針陣列，在待測的太陽電池表面形成分布均勻的注入電荷流，模擬電勢誘導衰減過程中的正負離子流或者帶電粒子流；同時，通過對電池施加溫度場和濕度場，加速電池的老化速度；通過對比待測太陽電池在本申請?zhí)峁┑乃p實驗前后的電性能變化情況，直接對比電池端電勢誘導衰減情況，縮短了測試周期，同時使得測試結(jié)果的可用性更高。另一方面，本發(fā)明可在電池端直接進行測試，相較傳統(tǒng)的組件端測試，測試方式更為靈活，同時，也避免了測試過程中被封裝材料干擾而導致的測試結(jié)果不準確。

因此，本申請具有測試周期短、測試結(jié)果可靠，靈活性高等優(yōu)點。是一種基于電池端的、非破壞性觀察電池電勢誘導衰減的直接方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1為金屬探針；1a端部；2為太陽電池前電極；3為太陽電池減反膜；4為太陽電池發(fā)射極；5為硅襯底；6為電池背電極；7為金屬測試臺；8為外置電源，9為環(huán)境箱，10為待測的太陽電池。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述，本發(fā)明中與現(xiàn)有技術相同的部分將參考現(xiàn)有技術。

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明的快速測試太陽電池電勢誘導衰減的裝置，包括：

環(huán)境箱9，環(huán)境箱9內(nèi)具有調(diào)節(jié)溫度和濕度的調(diào)節(jié)裝置；

金屬測試臺7，金屬測試臺7設置在環(huán)境箱9內(nèi)且金屬測試臺的臺面溫度可以調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)的方式可以采用電加熱，或者半導體溫控平臺。在本實施例中，金屬測試臺7為由金屬銅為材質(zhì)的測試臺。

外置電源8，可以根據(jù)需要產(chǎn)生200V至1000V的電壓；以及，

若干金屬探針1，所述金屬探針1通過導線與外置電源8連接，金屬探針具有尖的端部11；金屬探針1可以為一根或者多根，在測試過程中，通過移動單根或少數(shù)幾根的金屬探針，或者直接采用金屬探針陣列的形式，在待測的太陽電池表面形成分布均勻的注入電荷流，模擬電勢誘導衰減過程中的正負離子流或者帶電粒子流。

下述為在具體測試過程中，本發(fā)明各部件的連接關系和工作原理：

測試時，待測試的太陽電池10放置在金屬測試臺7的臺面上，待測試的太陽電池10具有：前電極2、減反膜3、發(fā)射極4、為硅襯底5以及背電極6。調(diào)節(jié)金屬測試臺臺面的溫度至25℃，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至20%，對待測試的太陽電池進行J-V測試和EL測試；隨后，用導線連通太陽電池的前電極2和金屬測試臺7，調(diào)節(jié)金屬測試臺臺面的溫度至85℃，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至85% ，用導線將金屬探針1、外置電源8和金屬測試臺7依次串聯(lián)，外置電源8產(chǎn)生1000V的電壓，將金屬探針的端部1a放置在待測太陽電池的上表面并將電荷輸入到待測太陽電池的表面，持續(xù)24小時后，再次調(diào)節(jié)金屬測試臺臺面的溫度至25℃，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至20%，將金屬探針的端部從待測太陽電池的表面移除，重新對待測試的太陽電池進行J-V測試和EL測試，比較兩次J-V測試結(jié)果和EL測試的圖像，得出結(jié)論。

實施例2

本實施例的一種快速測試太陽電池電勢誘導衰減的方法，包括如下步驟：

S1：將待測的太陽電池10放置在環(huán)境箱9內(nèi)的金屬測試臺7的臺面上，待測試的太陽電池10具有：前電極2、減反膜3、發(fā)射極4、為硅襯底5以及背電極6；

S2：調(diào)節(jié)金屬測試臺7的臺面的溫度至25℃，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至30%，對待測太陽電池進行J-V測試和EL測試，記錄下測試值；

S3：用導線連通太陽電池的前電極2和金屬測試臺7，調(diào)節(jié)金屬測試臺7的臺面溫度至90℃，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至90%，用導線將金屬探針1、外置電源8和金屬測試臺7依次串聯(lián)，外置電源產(chǎn)生1000V的電壓，

將金屬探針1的端部1a放置在待測太陽電池的上表面并將電荷輸入到待測太陽電池的表面，通金屬探針尖的端部放電，將電荷輸入在電池表面，主要富集在電池減反膜3的表面；保持外加電壓+1000V 24小時；

S4：調(diào)節(jié)金屬測試臺7臺面的溫度至25℃，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至30%，將金屬探針的端部從待測太陽電池的表面移除，重新對待測試的太陽電池進行J-V測試和EL測試，記錄下測試值；

S5：比較兩次J-V測試結(jié)果，同時對比EL測試的圖像，如果功率>5%，同時發(fā)現(xiàn)EL圖像出現(xiàn)大面積亮度下降30%以上，可以判定待測太陽電池的抗PID能力較弱。

實施例3

本實施例的一種快速測試太陽電池電勢誘導衰減的方法，包括如下步驟：

S1：將待測的太陽電池10放置在環(huán)境箱9內(nèi)的金屬測試臺7的臺面上，待測試的太陽電池10具有：前電極2、減反膜3、發(fā)射極4、為硅襯底5以及背電極6；

S2：調(diào)節(jié)金屬測試臺7的臺面的溫度至25℃，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至40%，對待測太陽電池進行J-V測試和EL測試，記錄下測試值；

S3：用導線連通太陽電池的前電極2和金屬測試臺7，調(diào)節(jié)金屬測試臺7的臺面溫度至80℃，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至90%，用導線將金屬探針1、外置電源8和金屬測試臺7依次串聯(lián)，外置電源產(chǎn)生850V的電壓，

將金屬探針1的端部1a放置在待測太陽電池的上表面并將電荷輸入到待測太陽電池的表面，通金屬探針尖的端部放電，將電荷輸入在電池表面，主要富集在電池減反膜3的表面；保持外加電壓850V 26小時；

S4：調(diào)節(jié)金屬測試臺7臺面的溫度至25℃，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至40%，將金屬探針的端部從待測太陽電池的表面移除，重新對待測試的太陽電池進行J-V測試和EL測試，記錄下測試值；

S5：比較兩次J-V測試結(jié)果，同時對比EL測試的圖像，如果功率>5%，同時發(fā)現(xiàn)EL圖像出現(xiàn)大面積亮度下降30%以上，可以判定待測太陽電池的抗PID能力較弱。

實施例4

本實施例的一種快速測試太陽電池電勢誘導衰減的方法，包括如下步驟：

S1：將待測的太陽電池（n型電池）10放置在環(huán)境箱9內(nèi)的金屬測試臺7的臺面上，待測試的太陽電池10具有：前電極2、減反膜3、發(fā)射極4、為硅襯底5以及背電極6；

S2：調(diào)節(jié)金屬測試臺7的臺面的溫度至25℃，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至25%，對待測太陽電池進行J-V測試和EL測試，記錄下測試值；

S3：用導線連通太陽電池的前電極2和金屬測試臺7，調(diào)節(jié)金屬測試臺7的臺面溫度至80℃，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至80%，用導線將金屬探針1、外置電源8和金屬測試臺7依次串聯(lián)，外置電源產(chǎn)生-1000V的電壓，

將金屬探針1的端部1a放置在待測太陽電池的上表面并將電荷輸入到待測太陽電池的表面，通金屬探針尖的端部放電，將電荷輸入在電池表面，主要富集在電池減反膜3的表面；保持外加電壓-1000V ，持續(xù)24小時；

S4：調(diào)節(jié)金屬測試臺7臺面的溫度至25℃，調(diào)節(jié)環(huán)境箱內(nèi)濕度至25%，將金屬探針的端部從待測太陽電池的表面移除，重新對待測試的太陽電池進行J-V測試和EL測試，記錄下測試值；

S5：比較兩次J-V測試結(jié)果，同時對比EL測試的圖像，如果功率>5%，同時發(fā)現(xiàn)EL圖像出現(xiàn)大面積亮度下降30%以上，可以判定待測太陽電池抗PID測試失效，電池不具備抗PID能力。