本發(fā)明涉及一種檢測(cè)系統(tǒng),具體涉及一種柔性太陽(yáng)能電池耐彎曲性能檢測(cè)儀及檢測(cè)方法。
背景技術(shù):
柔性太陽(yáng)能電池通常是指在柔性材料(不銹鋼、聚合物等)上制作的可彎曲薄膜太陽(yáng)能電池。傳統(tǒng)的晶硅太陽(yáng)能電池占據(jù)了市場(chǎng)主流,但是因其重量大、不可彎曲以及安裝運(yùn)輸不便限制了應(yīng)用領(lǐng)域;而柔性太陽(yáng)能電池則克服了以上不足,具有重量輕、厚度薄、運(yùn)輸便利等優(yōu)勢(shì),同時(shí)具有較高的可彎曲能力,可在道路、建筑物外墻等處安裝使用。
柔性太陽(yáng)能電池通常以卷曲的方式存放,在使用過程中也經(jīng)常處于彎曲狀態(tài)。然而,柔性太陽(yáng)能電池在發(fā)生大角度彎曲甚至卷曲扭轉(zhuǎn)時(shí),會(huì)影響柔性電池的光電性能,重復(fù)彎折扭曲也會(huì)顯著影響柔性太陽(yáng)能電池的使用壽命。
對(duì)于柔性太陽(yáng)能電池,彎曲條件對(duì)光電轉(zhuǎn)化性能的影響是柔性太陽(yáng)能電池產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的關(guān)鍵因素之一。目前,僅有少量直接對(duì)柔性太陽(yáng)能電池進(jìn)行耐彎曲性測(cè)試的研究報(bào)道,結(jié)果表明隨彎曲次數(shù)和角度的增長(zhǎng),電池光電性能顯著下降。但是整個(gè)測(cè)試過程全部通過手工操作完成定位,無法控制精度;而且在測(cè)試中手動(dòng)進(jìn)行重復(fù)彎曲循環(huán),這一過程既無法保證重復(fù)定位精度,也極大地消耗了時(shí)間和體力。
國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究中由于缺乏易操作的耐彎曲性測(cè)試設(shè)備,均使用手動(dòng)離線測(cè)試方法,表明了耐彎曲性原位檢測(cè)儀器研制的必要性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決背景技術(shù)中現(xiàn)有暫時(shí)沒有柔性太陽(yáng)能電池耐彎曲性能在線檢測(cè)系統(tǒng),且柔性太陽(yáng)能電池耐彎曲性能的檢測(cè)存在操作麻煩,檢測(cè)不可靠,效率低的問題,本發(fā)明提供一種柔性太陽(yáng)能電池耐彎曲性能檢測(cè)儀及檢測(cè)方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種柔性太陽(yáng)能電池耐彎曲性能檢測(cè)儀,包括光電效率轉(zhuǎn)化檢測(cè)系統(tǒng)、彎曲運(yùn)動(dòng)特性控制系統(tǒng)、在線原位檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)裝置,所述的檢測(cè)裝置包括底座、第一平臺(tái)和第二平臺(tái),所述的第一平臺(tái)和第二平臺(tái)相互鉸接配合,所述的底座上設(shè)有驅(qū)動(dòng)件,所述的驅(qū)動(dòng)件設(shè)于第一平臺(tái)和第二平臺(tái)的下方,所述的驅(qū)動(dòng)件通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與第一平臺(tái)、第二平臺(tái)相連接,所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與驅(qū)動(dòng)件相連接的絲桿,所述的絲桿上設(shè)有傳動(dòng)件,所述的傳動(dòng)件與絲桿在豎直方向上滑移配合,所述的傳動(dòng)件上設(shè)有多根連桿,所述的連桿分別與第一平臺(tái)、第二平臺(tái)相連接并驅(qū)動(dòng)第一平臺(tái)、第二平臺(tái)相互轉(zhuǎn)動(dòng),所述的第一平臺(tái)、第二平臺(tái)具有相互配合呈水平狀態(tài)便于安放待檢測(cè)物的第一狀態(tài)和相互折彎的第二狀態(tài)。
所述的第一平臺(tái)上設(shè)有第一撐橋,所述的第二平臺(tái)上設(shè)有與第一撐橋相適配的第二撐橋,所述的第一撐橋設(shè)于第一平臺(tái)靠近第二平臺(tái)的一端上,所述的第二撐橋設(shè)于第二平臺(tái)靠近第一平臺(tái)的一端上。
所述的第一平臺(tái)向上凸起形成所述的第一撐橋,所述的第一撐橋上設(shè)有第一斜面和第二斜面。
所述的第一平臺(tái)、第二平臺(tái)上設(shè)有多個(gè)通氣孔。
所述的底座上設(shè)有兩根平行設(shè)置的導(dǎo)軌,所述的傳動(dòng)件與導(dǎo)軌相貼合并與導(dǎo)軌直線滑移配合,所述的第一平臺(tái)的側(cè)邊上設(shè)有第一擋板,所述的第二平臺(tái)的側(cè)邊上設(shè)有第二擋板,所述的導(dǎo)軌上設(shè)有鉸接銷軸,所述的第一擋板和第二擋板均套設(shè)于鉸接銷軸外并與鉸接銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)配合。
所述的傳動(dòng)件上設(shè)有凸耳,所述的連桿鉸接于凸耳上,所述的第一平臺(tái)與第二平臺(tái)相配合形成夾角a,所述的夾角a大于等于45度小于等于180度。
一種柔性太陽(yáng)能電池耐彎曲性能的檢測(cè)方法,采用權(quán)上述檢測(cè)儀,其檢測(cè)步驟包括:①在彎曲角度范圍在0~180°之間,每個(gè)5°進(jìn)行一次測(cè)試,并計(jì)算分析彎曲角度對(duì)柔性太陽(yáng)能電池光電性能的影響;②當(dāng)彎曲角度為
電池光電轉(zhuǎn)化效率通過公式
一種柔性太陽(yáng)能電池疲勞壽命的檢測(cè)方法,采用上述檢測(cè)儀,其檢測(cè)步驟包括:①檢測(cè)裝置可設(shè)置彎曲角度,實(shí)現(xiàn)柔性太陽(yáng)能電池的自動(dòng)彎曲和復(fù)原,這一過程可重復(fù)循環(huán)進(jìn)行;②彎曲循環(huán)過程中,在線原位檢測(cè)系統(tǒng)采集輸出電壓值,直至電池性能明顯下降;③每次設(shè)置不同的彎曲角度,得到電池的彎曲角度-彎曲次數(shù)關(guān)系,并生成回歸曲線,即得到柔性太陽(yáng)能電池的彎曲疲勞壽命曲線;④分析多次測(cè)量的數(shù)據(jù),設(shè)置電池性能衰減的彎曲角度和次數(shù)臨界值,建立電池耐彎曲性臨界值數(shù)據(jù)庫(kù),從而建立電池性能衰減數(shù)據(jù)模型。
在不同彎曲角度條件下,設(shè)置每彎曲n0次測(cè)試一次太陽(yáng)能電池的i-v特性,得出電池最大輸出功率
本發(fā)明的有益效果是,通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)件就能可靠的驅(qū)動(dòng)第一平臺(tái)和第二平臺(tái)相互轉(zhuǎn)動(dòng),驅(qū)動(dòng)件設(shè)于平臺(tái)的下方,且通過連桿對(duì)平臺(tái)進(jìn)行頂拉,使得第一平臺(tái)和第二平臺(tái)可靠的同步轉(zhuǎn)動(dòng),傳動(dòng)件豎直運(yùn)動(dòng),傳動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向與平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同,在實(shí)際過程中不會(huì)產(chǎn)生干涉,影響平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng),且驅(qū)動(dòng)件及傳動(dòng)件均設(shè)于平臺(tái)下方,便于其他檢測(cè)設(shè)備的安裝、觀察、控制,能滿足檢測(cè)所需的彎曲次數(shù)與角度。
附圖說明
附圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。
附圖2為本發(fā)明實(shí)施例檢測(cè)裝置中的第一平臺(tái)、第二平臺(tái)處于第一狀態(tài)時(shí)的的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3為本發(fā)明實(shí)施例檢測(cè)裝置中的第一平臺(tái)、第二平臺(tái)處于第二狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4為附圖3另一方向的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖5為本發(fā)明中第一、二平臺(tái)形成的角度與驅(qū)動(dòng)件的關(guān)系表。
圖中,1、底座;2、第一平臺(tái);21、第一壓板;211、通孔;22、第一撐橋;221、第一斜面;222、第二斜面;23、第一擋板;3、第二平臺(tái);31、第二壓板;32、第二撐橋;33、第二擋板;4、驅(qū)動(dòng)件;5、傳動(dòng)機(jī)構(gòu);51、絲桿;52、傳動(dòng)件;521、凸耳;53、連桿;6、通氣孔;7、導(dǎo)軌;71、鉸接銷軸。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說明:
由圖1結(jié)合圖2-5所示,一種柔性太陽(yáng)能電池耐彎曲性能檢測(cè)儀,包括光電效率轉(zhuǎn)化檢測(cè)系統(tǒng)、彎曲運(yùn)動(dòng)特性控制系統(tǒng)、在線原位檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)裝置,所述的檢測(cè)裝置包括底座1、第一平臺(tái)2和第二平臺(tái)3,所述的第一平臺(tái)2和第二平臺(tái)3相互鉸接配合,所述的底座1上設(shè)有驅(qū)動(dòng)件4,所述的驅(qū)動(dòng)件4設(shè)于第一平臺(tái)2和第二平臺(tái)3的下方,所述的驅(qū)動(dòng)件4通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5分別與第一平臺(tái)2、第二平臺(tái)3相連接,所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5包括與驅(qū)動(dòng)件4相連接的絲桿51,所述的絲桿51上設(shè)有傳動(dòng)件52,所述的傳動(dòng)件52與絲桿51在豎直方向上滑移配合,所述的傳動(dòng)件52上設(shè)有多根連桿53,所述的連桿53分別與第一平臺(tái)2、第二平臺(tái)3相連接并驅(qū)動(dòng)第一平臺(tái)2、第二平臺(tái)3相互轉(zhuǎn)動(dòng),所述的第一平臺(tái)2、第二平臺(tái)3具有相互配合呈水平狀態(tài)便于安放待檢測(cè)物的第一狀態(tài)和相互折彎的第二狀態(tài)。本發(fā)明通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)件就能可靠的驅(qū)動(dòng)第一平臺(tái)和第二平臺(tái)相互轉(zhuǎn)動(dòng),驅(qū)動(dòng)件設(shè)于平臺(tái)的下方,且通過連桿對(duì)平臺(tái)進(jìn)行頂拉,使得第一平臺(tái)和第二平臺(tái)可靠的同步轉(zhuǎn)動(dòng),傳動(dòng)件豎直運(yùn)動(dòng),傳動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向與平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同,在實(shí)際過程中不會(huì)產(chǎn)生干涉,影響平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng),且驅(qū)動(dòng)件及傳動(dòng)件均設(shè)于平臺(tái)下方,便于其他檢測(cè)設(shè)備的安裝、觀察、控制,能滿足檢測(cè)所需的彎曲次數(shù)與角度。對(duì)柔性電池承受彎曲載荷時(shí)性能變化進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),便于工作人員主觀快速判斷,實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性太陽(yáng)能電池的耐彎曲性能定量的評(píng)估,實(shí)現(xiàn)高效、低成本耐彎曲性檢測(cè),提升光伏產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用可靠性。本發(fā)明可應(yīng)用于光伏產(chǎn)業(yè)柔性太陽(yáng)能電池的性能檢測(cè)及質(zhì)量監(jiān)督,符合光伏企業(yè)的需求,且研究成果具有廣泛的應(yīng)用前景,對(duì)促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,動(dòng)作可靠,使用壽命長(zhǎng)、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,動(dòng)作可靠,使用壽命長(zhǎng)、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
所述的第一平臺(tái)2上設(shè)有用于將待檢測(cè)物壓在第一平臺(tái)2上的第一壓板21,所述的第二平臺(tái)3上設(shè)有用于將待檢測(cè)物壓在第二平臺(tái)3上的第二壓板31。壓板的設(shè)置防止待檢測(cè)物邊緣翹起,影響實(shí)驗(yàn)精度。
所述的第一壓板21鉸接在第一平臺(tái)2,所述的第一壓板21上設(shè)有便于第一壓板21相對(duì)第一平臺(tái)2轉(zhuǎn)動(dòng)的通孔211。通孔的設(shè)置便于工作人員手指或工具插入轉(zhuǎn)動(dòng)壓板,同時(shí)可以壓在待檢測(cè)物邊緣,放在其邊緣翹起,通孔的設(shè)置減少壓板與待檢測(cè)物的接觸面積,避免損傷待檢測(cè)物。具體的說,第二壓板的結(jié)構(gòu)與第一壓板的結(jié)構(gòu)相同或相類似,這樣使得壓板生產(chǎn)、加工、裝配等均比較方便,生產(chǎn)效率高。
所述的第一壓板21有兩個(gè),所述的第二壓板31有兩個(gè),兩個(gè)第一壓板21設(shè)于第一平臺(tái)2遠(yuǎn)離第二平臺(tái)3的一端上,兩個(gè)第二壓板31設(shè)于第二平臺(tái)3遠(yuǎn)離第一平臺(tái)2的一端上。這樣的結(jié)構(gòu)可以將壓板的四角設(shè)置在平臺(tái)的四角,從而避免工作中待檢測(cè)物邊緣巧起。
所述的第一平臺(tái)2上設(shè)有第一撐橋22,所述的第二平臺(tái)3上設(shè)有與第一撐橋22相適配的第二撐橋32,所述的第一撐橋22設(shè)于第一平臺(tái)2靠近第二平臺(tái)3的一端上,所述的第二撐橋32設(shè)于第二平臺(tái)3靠近第一平臺(tái)2的一端上。撐橋的設(shè)置能防止待檢測(cè)物在彎曲過程中交界處發(fā)生銳化,保證材料不被破壞,從而使得產(chǎn)品檢測(cè)可靠。具體的說,所述的第一平臺(tái)2向上凸起形成所述的第一撐橋22,所述的第一撐橋22上設(shè)有第一斜面221和第二斜面222。更具體的說,所述的第二撐橋的結(jié)構(gòu)與第一撐橋的結(jié)構(gòu)相同或相類似,這樣使得撐橋生產(chǎn)、加工、裝配等均比較方便,生產(chǎn)效率高,避免材料損耗。
所述的第一平臺(tái)2、第二平臺(tái)3上設(shè)有多個(gè)通氣孔6。通氣孔的設(shè)置對(duì)材料中部位置產(chǎn)生吸力,使材料緊貼平臺(tái),提高實(shí)驗(yàn)的精度。
所述的底座1上設(shè)有兩根平行設(shè)置的導(dǎo)軌7,所述的傳動(dòng)件52與導(dǎo)軌7相貼合并與導(dǎo)軌7直線滑移配合。導(dǎo)軌的設(shè)置可以保證傳動(dòng)件可靠平穩(wěn)上下滑移,從而可靠的通過連桿帶動(dòng)第一、二平臺(tái)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)然在實(shí)際工作過程中也可以只使一個(gè)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述的第一平臺(tái)2的側(cè)邊上設(shè)有第一擋板23,所述的第二平臺(tái)3的側(cè)邊上設(shè)有第二擋板33,所述的導(dǎo)軌7上設(shè)有鉸接銷軸71,所述的第一擋板23和第二擋板33均套設(shè)于鉸接銷軸71外并與鉸接銷軸71轉(zhuǎn)動(dòng)配合。每個(gè)平臺(tái)的兩側(cè)均設(shè)有擋板,即擋板能與平臺(tái)形成限位槽,待檢測(cè)的物料放入限位槽內(nèi),擋板能對(duì)其進(jìn)行水平限位。當(dāng)然在實(shí)際工作過程中,壓板所在的鉸接軸可以和擋板配合形成對(duì)待檢測(cè)物料的水平限位。
所述的傳動(dòng)件52上設(shè)有凸耳521,所述的連桿53鉸接于凸耳521上,所述的第一平臺(tái)2與第二平臺(tái)3相配合形成夾角a,所述的夾角a大于等于45度小于等于180度。凸耳的設(shè)置便于連桿的安裝固定,且連桿轉(zhuǎn)動(dòng)可靠。
附圖4中,其中表中的所有數(shù)值均為矢量值,所有的矢量均以?shī)A角a等于180度為“0”刻度,向下為負(fù),向上為正。如:表中“差值”中的負(fù)值表示垂直向下運(yùn)動(dòng)的距離,例如:夾角a等于90度中的-82.18表示驅(qū)動(dòng)件從0刻度向下移動(dòng)82.18毫米,電機(jī)向下轉(zhuǎn)動(dòng)41.09圈。本發(fā)明具體公開了在驅(qū)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)與平臺(tái)形成的夾角a之間的關(guān)系,從而使得產(chǎn)品能更精確的控制待檢測(cè)物的彎折,使得產(chǎn)品精度高。
一種柔性太陽(yáng)能電池耐彎曲性能的檢測(cè)方法,采用權(quán)上述檢測(cè)儀,其檢測(cè)步驟包括:①在彎曲角度范圍在0~180°之間,每個(gè)5°進(jìn)行一次測(cè)試,并計(jì)算分析彎曲角度對(duì)柔性太陽(yáng)能電池光電性能的影響;②當(dāng)彎曲角度為
本發(fā)明的電池光電轉(zhuǎn)化效率通過公式
一種柔性太陽(yáng)能電池疲勞壽命的檢測(cè)方法,采用上述的檢測(cè)儀,其檢測(cè)步驟包括:①檢測(cè)裝置可設(shè)置彎曲角度,實(shí)現(xiàn)柔性太陽(yáng)能電池的自動(dòng)彎曲和復(fù)原,這一過程可重復(fù)循環(huán)進(jìn)行;②彎曲循環(huán)過程中,在線原位檢測(cè)系統(tǒng)采集輸出電壓值,直至電池性能明顯下降;③每次設(shè)置不同的彎曲角度,得到電池的彎曲角度-彎曲次數(shù)關(guān)系,并生成回歸曲線,即得到柔性太陽(yáng)能電池的彎曲疲勞壽命曲線;④分析多次測(cè)量的數(shù)據(jù),設(shè)置電池性能衰減的彎曲角度和次數(shù)臨界值,建立電池耐彎曲性臨界值數(shù)據(jù)庫(kù),從而建立電池性能衰減數(shù)據(jù)模型。
在不同彎曲角度條件下,設(shè)置每彎曲n0次測(cè)試一次太陽(yáng)能電池的i-v特性,得出電池最大輸出功率
本檢測(cè)方法可用于在線原位檢測(cè)柔性太陽(yáng)能電池的光電效率和彎曲疲勞壽命,可判定在不同彎曲角度條件下的光電效率,多次彎曲后的光電效率衰減情況,得出柔性太陽(yáng)能電池的彎曲疲勞壽命,對(duì)比目前使用的手動(dòng)離線方法,此方法可直觀、迅速地判斷柔性太陽(yáng)能電池的耐彎曲性能,提高了精度和便捷性,在實(shí)際應(yīng)用中具有較高的可操作性。
各位技術(shù)人員須知:雖然本發(fā)明已按照上述具體實(shí)施方式做了描述,但是本發(fā)明的發(fā)明思想并不僅限于此發(fā)明,任何運(yùn)用本發(fā)明思想的改裝,都將納入本專利專利權(quán)保護(hù)范圍內(nèi)。