BERGER机器

效率的损失机理
• 1短路电流损失 裸露的太阳电池表面对光的反射相当大，即使增加了减反 射膜，对光反射率也在10%左右。反射光必然导致光生电 子数量的减少。 电池的正面电极也遮掉了5%—15%的入射光。 如果电池不够厚，进入电池的一部分具有合适能量的光线 将从电池背面直接穿出去。 短路电流损失的另外一个原因是半导体内的及表面的复合。 只有在p-n结附近产生的电子-空穴对才能对短路电流作贡 献。远离结产生的载流子在它们从产生点移动到器件的终 端之前，很可能被复合。
• 6、温度检测系统：两套温度检测部件 （PT100、红外检测），PT100用于手动模 式，红外检测用于自动模式。 • 7、氙灯发生器：放置在机器的后部，控 制氙灯的开关及触发 • 8、光源模拟部分：装有光谱接近太阳光 谱的氙灯 • 9、分档标准：由质量技术部下发分档方 案
测试仪操作规程
1、卸载部分操作面板： 打开电源，按钮呈白色，表明机器电源已开 启。 2、激活马达电源 3、Baccini Machine 软件启动 4、传输复位 5、开启Berger 测试系统电源 打开SCL Load 软件和氙灯发生器 SCL 6、将卸载和测试部分操作模式打到自动状态 并开启起来
主要参数
Uoc Isc Umpp Impp Pmpp FF E nCell Rs Rsh Iap Irev1 Irev2 PSL Usc Temp Open Circuit Voltage [V] Short Circuit Current [A] Voltage at Pmpp [V] Current at Pmpp [A] Maximum Power [W] Fill Factor [%] Irradiance in Pmpp [W/m²] Cell Efficiency [0..1] Serial Resistance [Ohm] Shunt Resistance [Ohm] Current at Uap [A] Reverse Current at Urev1 [A] Reverse Current at Urev2 [A] Error Hardware Error [0;1] Voltage at Isc [V] Temperature [°C] 温度 开路电压 短路电流 工作电压 工作电流 最大功率 填充因子 辐射照度 转换效率 串联电阻 并联电阻 点电流 反向电流1 反向电流2
• 2开路电压损失 决定Voc的主要过程是半导体中的复合。半导体中的复合 率越低，Voc越高。而复合率高的主要原因就是有害杂质 的作用，对于多晶硅，晶粒间接是主要的复合中心。 • 3填充因子的损失 太阳电池都有寄生的串联电阻和并联电阻。串联电阻Rs的 主要来源是：制造电池的半导体材料的体电阻、电极及电 极和半导体之间的接触电阻。并联电阻Rsh则是由于p-n结 漏电引起的，其中包括绕过电池边缘的漏电及由于结区存 在晶体缺陷和外来杂质的沉淀物所引起的内部漏电。
• 氙灯
• 氙灯罩
• 氙灯发生器
PSL、IR Sensor、PT100
主界面
电流与辐照度的关系
• 在理想的条件下，入射到电池表面能量大于材料禁带宽度 的每一个光子产生一个电子流过外电路。在一般状况下， 辐射照度越大，电流越高。对于晶体硅太阳电池，辐射照 度从0上升到4000W/m2，短路电流一直成上升趋势，而且 几乎成线形上升。
பைடு நூலகம்
电流、电压与温度的关系
• 太阳电池的短路电流并不强烈地依赖温度。随着温度上升， 短路电流略有增加。这是由于半导体禁带宽度通常随温度 的上升而减小使得光吸收随之增加的缘故。电池的其他参 数，开路电压和填充因子都随着温度上升而减小。温度每 升高1℃，晶体硅太阳电池的Voc将约下降0.4%。Voc的显著 变化导致输出功率和效率随温度升高而下降，每升高1℃， 晶体硅太阳电池的输出功率将减少0.4%—0.5%。注意事项： 及时检查温度及光强是否符合要求。
• 4．开路电压(Voc)：在一定的温度和辐照条件 • • • •
下，太阳电池在开路情况下的电压。 5. 填充因子（FF）:太阳电池的最大功率与开路 电压和短路电流乘积之比。 6. 串联电阻: 太阳电池内部与p-n结串联的电阻， 它是由半导体材料体电阻、薄层电阻、电极接触 电阻等组成。 7.并联电阻:太阳电池内部跨连在电池两端的等 7. : 效电阻。 8. 转换效率：受光照太阳电池的最大功率与入 射到该太阳电池上的全部辐射功率的百分比。
IV曲线
• 通过测试的方法，可以得到太阳电池的电流I与电压V的关 系曲线（IV），太阳电池在这个测试条件下的最大功率Pm， Pm＝ImVm。 最大功率点Pm对应的电流、电压分别是Im和Vm ，Pm＝ ImVm；也就是说，在这条I-V曲线上，I和V的乘积即P总会 出现一个最大的值，那么这个最大P（Pm）即为最大功率， 对应的I、V分别成为最佳工作电流Im和最佳工作电压Vm。 在曲线的两个末端即V＝0时对应的I和I＝0时对应得V分别 表示在端电压为0（短路）和空载（开路）情况下的输出 电流和端电压，分别为Isc和Voc表示，称为短路电流和开 路电压。
辐射照度与电性能的关系
• 由于光伏效应，当光照射到太阳电池上，太 由于光伏效应，当光照射到太阳电池上， 阳电池吸收一些光后便有一定的电流产生。 阳电池吸收一些光后便有一定的电流产生。
•I/P
•电流／功率 •I •Isc •Im •Pm •IscVoc
•0
•M 辐射照度
•0
•Vm•V
•V
oc
• M(辐射照度）与P（功率）之间的关系？ 辐射照度） 辐射照度 （功率）之间的关系？ (辐射在电池上的能量与太阳电池产生的能量之 辐射在电池上的能量与太阳电池产生的能量之 间有什么样的关系 )。 。 对于不同的能量即辐射照度，电池产生的电流I、 对于不同的能量即辐射照度，电池产生的电流 、 功率P和曲线的斜率是不同的，即P/M是不同的。 功率 和曲线的斜率是不同的， 是不同的。 和曲线的斜率是不同的 是不同的 两者基本上成线形关系。 两者基本上成线形关系。 太阳电池对光谱中不同光的响应是不同的。 太阳电池对光谱中不同光的响应是不同的。 太阳电池产生的能量，即太阳电池的转化效率， 太阳电池产生的能量，即太阳电池的转化效率， 定义为Eff=P/MS，即受光照射的太阳电池的最大 定义为 ， 功率与入射到该电池上的全部功率的百分比。 功率与入射到该电池上的全部功率的百分比。
• 电池参数 • 1. 太阳电池的伏安特性曲线：受光强的太 阳电池，在一定的辐照度和温度以及不同 的外电路负载下，流入负载的电流和电池 两端电压的关系。 • 2. 短路电流（Isc）在一定的温度和辐照度 条件下，太阳电池在端电压为零时的输出 电流。 • 3．短路电流密度(Jsc)：单位面积上的短路 电流
但是不同的电池，其I-V曲线是不同的，如上图，曲线可能 更加平缓一些。为了区分不同I-V曲线形状的电池，引入了 填充因子的概念。 填充因子即太阳电池的最大功率与开路电压和短路电流乘 积之比，用FF表示，FF＝Pm /IscVoc＝ImVm /IscVoc。 总结以上概念，Eff＝Pm /MS，Pm＝FF IscVoc。对于标准状 况下，M＝1000W/m2＝100mW/cm2。 太阳电池的电压基本上是由基体材料本身的禁带宽度所决 定的，而电流是与太阳电池的面积成正比的，所以引入了 电流密度的概念，规定太阳电池单位面积上的短路电路为 短路电流密度，用Jsc表示，单位是A/m2或者mA/cm2。
• 理论基础
电池测试的工艺要求 效率损失机理 测试仪操作方法
• 测试仪描述
测试仪工作原理 测试仪结构 测试仪操作规程 测试仪安全规程 常见故障处理及预防措施
电池测试的工艺要求
• 标准测试条件:辐照度为1000W/m2，太阳电池 标准测试条件:辐照度为1000W/m2， 1000W/m2 温度为25 25± 大气质量AM1.5 AM1.5。 温度为25±℃，大气质量AM1.5。 • 辐照度:入射到单位表面面积上的辐射功率（W 辐照度:入射到单位表面面积上的辐射功率（ /cm2） /cm2） • 大气质量: AM 是air mass的简称,意思是大气 大气质量: mass的简称 的简称, 质量.是指太阳光穿过大气层的光学路径. 质量.是指太阳光穿过大气层的光学路径. 在地球的大气层外的太阳光谱分布, 在地球的大气层外的太阳光谱分布,大气质 量定义为零, AM0。 量定义为零,即AM0。 AM1: 光谱接近于太阳光直接垂直射地面 时的光谱分布； 时的光谱分布； AM1.5:光谱接近于太阳光直接48.2度照射 光谱接近于太阳光直接48.2 AM1.5:光谱接近于太阳光直接48.2度照射 地面时的光谱分布； 地面时的光谱分布；
• 9. 最佳工作电压（Vm） 在太阳电池的伏安特性曲线上，最大功率点所 对应的电压。 • 10. 最佳工作电流（Im） 在太阳电池的伏安特性曲线上，最大功率点所 对应的电流。 • 11.最大功率(Pm) : 在太阳电池的伏安特性曲 线上，电流电压乘积的最大值。 • 12.最大功率点: 在太阳电池的伏安特性曲线上， 对应最大功率的点，称最佳工作点。
安全规程
• 1、测试过程中，操作人员不可从氙灯罩下部向上直 视，以免刺伤眼睛及对人体更严重的损害 • 2、操作人员拿取电池应佩带橡胶手套，以免沾污电 池 • 3、操作人员应将特定分选仓内的电池准确的放到指 定的泡沫盒内 • 4、机器中设定的工艺参数及其他正常运行参数未经 工程师同意不得修改 • 5、分档文件若有修改部分，一定要先试运行少量电 池检查设置的参数是否正确，以避免分档有误。
测试仪结构
• 1、操作面板：用以控制测试仪传输部分的动作。
• 2、分选部分：由两组对准器（前、后）、机械 手1和机械手2 、四套红外传感器、二十四个仓 组成。 • 3、标准电池：由质量保证部提供，并附有相关 数据 • 4、电池测试软件：用于控制硬件，显示测试结 果。 • 5、电极检测部分：上下共四个探针条，每个探 针条16个探针，并连接着高导电性能的导线，用 以传输测得的电性能。