影响太阳能组件功率损失的原因与实验分析
【摘要】本文阐述了造成组件封装后功率损失的一些原因及其对应的分析，揭示了这些问题对组件功率产生的影响，并通过实验对比，提出降低功率损失的解决办法。从而达到技术指标，提高公司的效益。
【关键词】组件；功率损失；影响；解决办法；技术指标
引言
随着光伏组件市场竞争的日趋激烈，降低组件的功率损失，是节约组件成本的重要环节之一，通过充分利用电池片包括低效片的利用，以及改善设备和环境对组件功率的影响，以达到市场对功率的要求。从而降低组件成本，增加公司收益。
1、光伏组件市场对功率的要求
目前光伏市场对组件的功率要求在±3%到±5%之间，而由于原材料，电池片本身缺陷以及设备和环境对组件功率的影响导致组件的功率未能达到技术要求。
针对影响组件功率降低的原因包括隐裂、电池片等级混、电池片自身缺陷、环境和设备及原材料对组件功率的影响进行分析并提出改进措施。
2、影响组件功率的原因
组件功率的计算公式为Pm=单片电池片面积×片数×电池片转换效率×封装损失÷1000
由此可见影响功率的原因除了环境、设备，电池片自身原因和电池片转换效率以及封装损失都是影响功率损失的原因。
3、与组件功率有关的条件
造成组件封装损失的可能因素无外乎是太阳电池和组件的封装材料。
3.1光从组件表面到硅体内首先经过玻璃。普通钢化玻璃的透射率为92%左右，目前市场上已推出具有增透膜的镀膜玻璃，透射率可高达96%。在电池和其他辅材不变的情况下，使用透射率高的钢化玻璃，组件的输出功率增大，封装损失减小。
3.2EV A具有封装组件的作用，而且可以增强组件的透光性。不同的温度对EV A的交联度有比较大的影响，EV A的交联度直接影响到组件的性能以及使用寿命。
组件测试仪（太阳能模拟器）检测原理 太阳能电池组件测试仪是太阳能光伏组件产线生产设备的一个不可缺少的设备之一。不管是要搭建多少瓦的太阳能组件产线，都需要用到太阳能电池片——激光划片机——电池分选仪——组件测试仪——缺陷检测仪——层压机等设备的辅助。 组件测试仪工作原理：使用氙灯模拟真实的太阳光谱，加滤波片使光谱能达到AM1.5G的要求。测试时，氙灯灯头闪烁，待测的光伏组件经过光的照射，产生电流及电压，通过电子负载采集组件的相关信息（包括短路电流、开路电压、最大功率时的电流、最大功率时的电压、填充因子、转换效率、串联电阻、最大功率等）。在经由参考电池片及软件修正到国。简单来说它是一种高可靠性、高精度的太阳能电池测试专用设备。采用大功率、长寿命的进口脉冲氙灯作为模拟器光源，进口超高精度四通道同步数据采集卡进行测试数据采集，专业的超线性电子负载保证测试结果精确。适合于太阳能光伏组件生产厂家用作太阳能电池的分选及分析检测。 太阳能组件测试仪的主要检测指标： 最大可测组件电池尺寸：1200mm*2000mm 光源：高能脉冲氙灯 光强可调范围：70—120W/C㎡ 光管寿命：≥300000次 光均匀度：±3％ 测量范围和精度：电压0~5 V ±0.1％ 0~30V ±0.1％ 0~60V ±0.1％ 电流0~2A ±0.1％
0~20A ±0.1％ 电源要求：220V/50Hz/2KW 重量：400Kg 外形尺寸：850mm*1500mm*2460mm 四线制测试原理在大组件太阳电池的测量过程中，为了消除引线电阻对测试的影响，被测太阳电池通过开尔文四线制方法连接到测试电路。实验证明四线制测量可以大大减少引线压降对测试结果的影响‘141，测量原理如图2．9所示，设图中的电压表和电流表均为理想表，即电压表的内阻无穷大，电流表的内阻为零，Rl、R2、R3和心分别是电信号传输通道中的各种电阻(如导线电阻，接触电阻等) 之和。 四线制测量的主要原理就是分别用电流线和电压线来传输电流信号和电压信号。因为电压表的内阻是无穷大，所以可以认为电压线上没有电流流过，即R3、凡上的压降为零，这样电压表上的读数就是太阳电池的端电压U咖。又因为Rl、R2和太阳电池与电流表串联，所以电流表的读数就是流过太阳电池的输出电流I。这样就消除了由于引线电阻和接触电阻带来的系统误差。从图2．9
实验62 太阳能电池特性研究 根据所用材料的不同，太阳能电池可分为硅太阳能电池，化合物太阳能电池，聚合物太阳能电池，有机太阳能电池等。其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。本实验研究单晶硅，多晶硅，非晶硅3种太阳能电池的特性。 【实验目的】 1． 太阳能电池的暗伏安特性测量 2． 测量太阳能电池的开路电压和光强之间的关系 3． 测量太阳能电池的短路电流和光强之间的关系 4． 太阳能电池的输出特性测量 【实验原理】 太阳能电池利用半导体P-N 结受光照射时的光伏效应发电，太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面P-N 结，图1为P-N 结示意图。 P 型半导体中有相当数量的空穴，几乎没有自由 电子。N 型半导体中有相当数量的自由电子，几乎没有空穴。当两种半导体结合在一起形成P-N 结时，N 区的电子（带负电）向P 区扩散， P 区的空穴（带正 电）向N 区扩散，在P-N 结附近形成空间电荷区与势垒电场。势垒电场会使载流子向扩散的反方向作漂移运动，最终扩散与漂移达到平衡，使流过P-N 结的净电流为零。在空间电荷区内，P 区的空穴被来自N 区的电子复合，N 区的电子被来自P 区的空穴复合，使该区内几乎没有能导电的载流子，又称为结区或耗尽区。 当光电池受光照射时，部分电子被激发而产生电子－空穴对，在结区激发的电子和空穴分别被势垒电场推向N 区和P 区，使N 区有过量的电子而带负电，P 区有过量的空穴而带正电，P-N 结两端形成电压，这就是光伏效应，若将P-N 结两端接入外电路，就可向负载输出电能。 在一定的光照条件下，改变太阳能电池负载电阻的大小，测量其输出电压与输出电流，得到输出伏安特性，如图2实线所示。 负载电阻为零时测得的最大电流I SC 称为短路电流。 负载断开时测得的最大电压V OC 称为开路电压。 太阳能电池的输出功率为输出电压与输 出电流的乘积。同样的电池及光照条件，负载电 阻大小不一样时，输出的功率是不一样的。若以 输出电压为横坐标，输出功率为纵坐标，绘出的 P-V 曲线如图2点划线所示。 输出电压与输出电流的最大乘积值称为最大 输出功率P max 。 填充因子F.F 定义为： sc oc I V P F F ?=?max （1） 空间电荷区 图1 半导体P-N 结示意图 I V
太阳能电池特性的测量 能源短缺和地球生态环境污染已经成为人类面临的最大问题，新能源利用迫在眉睫。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的新能源。太阳电池可以将太阳能转换为电能，随着研究工作的深入与生产规模的扩大，太阳能发电的成本下降很快，而资源枯竭与环境保护导致传统电源成本上升。太阳能发电有望在不久的将来在价格上可以与传统电源竞争，太阳能应用具有光明的前景。 根据所用材料的不同，太阳能电池可分为硅太阳能电池，化合物太阳能电池，聚合物太阳能电池，有机太阳能电池等。其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。 本实验研究单晶硅，多晶硅，非晶硅3种太阳能电池的特性。 实验目的 1． 学习太阳能电池的发电的原理 2． 了解太阳电池测量原理 3． 对太阳电池特性进行测量 实验原理 太阳能电池利用半导体P-N 结受光照射时的 光伏效应发电，太阳能电池的基本结构就是一个大 面积平面P-N 结，图1为P-N 结示意图。 P 型半导体中有相当数量的空穴，几乎没有自由电子。N 型半导体中有相当数量的自由电子， 几乎没有空穴。当两种半导体结合在一起形成 P-N 结时，N 区的电子（带负电）向P 区扩散， P 区的空穴（带正电）向N 区扩散，在P-N 结附近形成空间电荷区与势垒电场。势垒电场会使载流子向扩散的反方向作漂移运动，最终扩散与漂移达到平衡，使流过P-N 结的净电流为零。在空间电荷区内，P 区的空穴被来自N 区的电子复合，N 区的电子被来自P 区的空穴复合，使该区内几乎没有能导电的载流子，又称为结区或耗尽区。 当光电池受光照射时，部分电子被激发而产生电子－空穴对，在结区激发的电子和空穴分别被势垒电场推向N 区和P 区，使N 区有过量的电子而带负电，P 区有过量的空穴而带正电，P-N 结两端形成电压，这就是光伏效应，若将P-N 结两端接入外电路，就可向负载输出电能。 在一定的光照条件下，改变太阳能电池负载电阻的大小，测量其输出电压与输出电流，得到输出伏安特性，如图2实线所示。 负载电阻为零时测得的最大电流I SC 称为短路电 流。 负载断开时测得的最大电压V OC 称为开路电压。 太阳能电池的输出功率为输出电压与输出电流的 乘积。同样的电池及光照条件，负载电阻大小不一样 时，输出的功率是不一样的。若以输出电压为横坐标， 输出功率为纵坐标，绘出的P-V 曲线如图2点划线所 示。 输出电压与输出电流的最大乘积值称为最大输出功率P max 。 空间电荷区 图1 半导体P-N 结示意图 I V
太阳能光伏组件制造技术习题答案 习题1 1.画图说明太阳能电池的工作原理。 答：PN结光生伏特效应示意图如图1-8所示，其工作原理如下：当太阳光照射到半导体表面时，半导体内部N区和P区中原子的价电子受到太阳光子的冲击，通过光辐射获取到超过禁带宽度E g的能量，脱离共价键的束缚从价带激发到导带，由此在半导体材料内部产生出很多处于非平衡状态的电子—空穴对。这些被光激发的电子和空穴，或自由碰撞，或在半导体中复合恢复到平衡状态。其中复合过程对外不呈现导电作用，属于光伏电池能量自身损耗部分。光生电子-空穴对在耗尽区产生后，立即被内建电场分离，光生电子被推向N 区，光生空穴被推向P区。因此，在P区有过剩的空穴，在N区有过剩的电子，如此便在PN结两侧形成了正负电荷的积累，产生与势垒电场方向相反的光生电动势，也就是光生伏特效应。将半导体做成太阳能电池并外接负载后，光电流从P区经负载流至N区，负载即得到功率输出，太阳能便变成了电能。 2.画出太阳能电池的等效电路图，说明各等效参数的含义。 答：图中I ph为光生电流，此值正比于太阳能电池的面积和入射光的辐照度。I D为暗电流，是太阳能电池在无光照时，由于外电压作用下PN结内流过的单向电流，其方向与光生电流方向相反，会抵消部分光生电流。I L为太阳能电池输出的负载电流。U OC为电池的开路电压，与入射光辐照度的对数成正比，与环境温度成反比，与电池面积的大小无关。R s和R sh均为硅太阳能电池本身固有电阻，相当于电池的内阻。 3.太阳能电池、太阳能光伏组件的分类如何？
答： 太能能光伏组件有以下几种不同的分类。 （1）按照基体材料分类 可分为晶硅太阳能光伏组件（单、多晶硅）、非晶硅薄膜太阳能光伏组件、微晶硅薄膜太阳能光伏组件、纳晶硅薄膜太阳能光伏组件、多元化合物太阳能光伏组件（包括砷化镓、硫化镉电池、碲化镉电池、铜硒铟等）。 （2）按照结构分类 可分为同质结太阳能光伏组件（在相同的半导体材料上构成PN结）、异质结太阳能光伏组件（在不相同的半导体材料上构成PN结）、肖特基结太阳能光伏组件、复合结太阳能光伏组件、液结太阳能光伏组件等。 （3）按照用途分类 可分为空间太阳能光伏组件、地面太阳能光伏组件。 （4）按使用状态分类 可分为平板太阳能光伏组件、聚光太阳能光伏组件。 （5）按封装材料分类 可分为刚性封装太阳能光伏组件、半刚性封装太阳能光伏组件、柔性衬底封装太阳能光伏组件。 4.画图说明太阳能电池片的外形结构。 答：电池片的结构如图1-17所示。正面是电池的负极，上面有细栅线、主栅线和减反射膜；背面是电池的正极，有铝背场和背电极等。 5.太阳能光伏组件的结构如何？ 答：大多数晶体硅太阳能光伏组件是由透明的前表面、胶质密封材料、太阳能电池片、接线盒、端子、背表面和框架等组成。 6.简述太阳能电池、太阳能光伏组件的制作工艺过程。 答：太阳能电池片的生产工艺流程分为硅片检测、表面制绒、扩散制结、等离子体刻边、去磷硅玻璃、镀减反射膜、丝网印刷、快速烧结等。 太阳能光伏组件的制作工序主要有：电池片的分选、单片焊接、串联焊接、组件叠层、
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 近代光学创新实验 实验名称：太阳能光伏电池测试与分析院系： 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 实验时间： 哈尔滨工业大学
一、实验目的 1、了解pn结基本结构和工作原理； 2、了解太阳能电池的基本结构，理解工作原理； 3、掌握pn结的IV特性及IV特性对温度的依赖关系； 4、掌握太阳能电池基本特性参数测试原理与方法，理解光源强度、波长、环境温度等因素对太阳能 电池特性的影响； 5、通过分析PN结、太阳能电池基本特性参数测试数据，进一步熟悉实验数据分析与处理的方法，分 析实验数据与理论结果间存在差异的原因。 二、实验原理 1、光生伏特效应 半导体材料是一类特殊的材料，从宏观电学性质上说它们导电能力在导体和绝缘体之间，导电能力随外界环境（如温度、光照等）发生剧烈的变化。半导体材料具有负的带电阻温度系数。从材料结构特点说，这类材料具有半满导带、价带和半满带隙，温度、光照等因素可以使价带电子跃迁到导带，改变材料的电学性质。通常情况下，都需要对半导体材料进行必要的掺杂处理，调整它们的电学特性，以便制作出性能更稳定、灵敏度更高、功耗更低的电子器件。基于半导体材料电子器件的核心结构通常是pn结，pn结简单说就是p型半导体和n型半导体的基础区域，太阳能电池本质上就是pn结。 常见的太阳能电池从结构上说是一种浅结深、大面积的pn结，如图1所示，它的工作原理的核心是光生伏特效应。光生伏特效应是半导体材料的一种通性。当光照射到一块非均匀半导体上时，由于内建电场的作用，在半导体材料内部会产生电动势。如果构成适当的回路就会产生电流。这种电流叫做光生电流，这种内建电场引起的光电效应就是光生伏特效应。 非均匀半导体就是指材料内部杂质分布不均匀的半导体。pn结是典型的一个例子。N型半导体材料和p型半导体材料接触形成pn结。pn结根据制备方法、杂质在体内分布特征等有不同的分类。制备方法有合金法、扩散法、生长法、离子注入法等等。杂质分布可能是线性分布的，也可能是存在突变的，pn结的杂质分布特征通常是与制备方法相联系的。不同的制备方法导致不同的杂质分布特征。
太阳能电池输出功率测试系统 通常需要丈量太阳能'>太阳能电池的几项关键参数。这些参数是： ● VOC——开路电压。在电流即是0时的电池电压。 ● ISC——短路电流。当负载电阻即是0时，从电池流出的电流。 ● Pmax——电池的最大功率输出。电池输出最大功率时的电压值和电流值。I-V曲线（图1）上的Pmax点通常被称为最大功率点（MPP）。 图1 这张太阳能'>太阳能电池的I-V曲线显示了Pmax及其与Imax和Vmax的关系 ● Vmax——在Pmax点，电池的电压值。 ● Imax——在Pmax点，电池的电流值。 ●η——器件的转换效率。当太阳能电池连接到某个电路时，这个值即是被转换的能量（从吸收的太阳光到电能）与被采集的能量的百分比。这个值可以通过将Pmax除以输进的光辐照度（E，单位是W/m2，在标准测试条件下进行丈量），再乘以太阳能电池的表面积（AC, 单位是平方米）计算得到。
●填充因子（FF）—Pmax除以VOC再乘上ISC 。 ●电池二极管属性。 ●电池串联电阻。 ●电池旁路电阻（或并联电阻）。 常见解决方案 现在，太阳能电池测试解决方案主要有两种形式：完整的交钥匙系统和通用的测试仪器。 假如需要在太阳能电池最大输出功率时进行测试，很多研究实验室都具备低功耗四象限电源（有时也称为SMU），并具有以下功能： ●提供精确的正电压和负电压（“提供”也可称为“施加”）。 ●提供精确的正向和反向电流（提供反向电流也被称为电流流进到电源中）。 ●精确地丈量待测器件（DUT）的电压和电流（丈量也被称为检测）。 大多数高精度四象限电源都只能提供3A的电流或20W的连续功率。 在测试较小的单个电池时，这些最大电流和功率是可接受的，但是随着电池技术向更高的效率、更大的电流密度和更大的电池尺寸推进，电池的功率输出将很快会超出这些四象限电源的最大额定值。太阳能模组的输出通常会超过50W，而且可能会爬升至300W 或更高，这意味着很多针对模组的测试都无法使用四象限电源来完成。 在这些情况下，工程师应当借助于现成的电子负载、直流电源、DMM和数据采集设备，包括温度丈量、扫描、转换和数据记录设备，以便在宽泛的操纵范围内灵活地进行独特的测试，并且达到预期的测试精度。例如，可以使用数据采集系统来扫描环境和待测器件的温度，已校准的参考电池的电压，以及在测试中需要捕捉的各种其他测试参数。
光伏组件生产四——EL检测 太阳能电池组件缺陷检测仪——即EL测试仪是利用晶体硅的电致发光原理、利用高分辨率的CCD相机拍摄组件的近红外图像，获取并判定组件的缺陷。 EL 检测仪具有灵敏度高、检测速度快、结果直观形象等优点，是提升光伏组件品质的关键设备；红外检测可以全面掌握太阳电池内部问题，为改进生产工艺提供依据，提升产品质量，可以对问题组件进行及时返修，尽可能的降低损失。方便层压前和层压后太阳能电池组件的测试，更换不同规格的太阳能电池组件后设备能方便地调整，保证太阳能电池组件的安全。 使用EL检测仪 通过EL测试仪可以清楚的发现太阳能组件电池片上的黑斑、黑心以及组件中的裂片，包括隐裂和显裂、劣片及焊接缺陷等问题，从而及时发现生产中出现的问题，及时排除，进而改进工艺。对提高效率和稳定生产都有重要的作用，因而太阳电池电致发光测试仪被认为是太阳电池产线上的“眼睛”。 EL检查的生产工艺及注意事项 不同规格的电池片要使用不同的电流和电压，具体如下 注意事项
1.使用前确保太阳能电池组件规格是否有调整，严禁未经调整随意测试 不同规格的组件。 2.太阳能电池组件在传输过程中不得随意拉动或者停止太阳能电池组件，确保人员和产品的安全。 3.在检查直流电源前，请在切断电源10分钟后再用万用表等确认进行工作。 4.禁止随意使用U盘拷贝数据，避免病毒传染，重要数据流失。 5.如一段时间不使用，应同时关闭电脑及所有电源。 6.打开直流稳压电源后,确认电源上面的数值是否符合规格。 7.请勿在暗箱内放置任何物体。 EL检测阶段常见问题及解决方法 1、破片 生产过程中由于铺设、层压操作不当导致热应力、机械应力作用不均匀都有可能出现破片现象。 2、黑芯 黑芯一般是由于原材料商在拉硅棒的时候没有拉均匀所致。 3、断栅 断栅的原因是丝网印刷参数没调好或丝网印刷质量不佳，或者是硅片切割不均匀，也有可能出现断层现象。 4、暗片
太阳能电池板标准测试方法 (2011-03-14 21:30:56) 转载 标签： 杂谈 太阳能电池板标准测试方法 （模拟太阳能光） 一、开路电压：用500W的卤钨灯，0～250V的交流变压器，光强设定为3.8~4.0万LUX，灯与测试平台的距离大约为15-20CM，直接测试值为开路电压； 二、短路电流：用500W的卤钨灯，0～250V的交流变压器，光强设定为3.8~4.0万LUX，灯与测试平台的距离大约为15-20CM，直接测试值为短路电流； 三、工作电压：用500W的卤钨灯，0～250V的交流变压器，光强设定为3.8~4.0万LUX，灯与测试平台的距离大约为15-20CM，正负极并联一个相对应的电阻，（电阻值的计算：R=U/I），测试值为工作电压； 四、工作电流：用500W的卤钨灯，0～250V的交流变压器，光强设定为3.8~4.0万LUX，灯与测试平台的距离大约为15-20CM，串联一个相对应的电阻，（电阻值的计算：R=U/I），测试值为工作电流。 问:太阳能电池板在阴天或日光灯下能产生电吗? 答:准确的说法是产生很小的电流.基本上可以说是忽略不计. 问:在白炽灯下或阳光下能产生多大电流? 答:在白炽灯下距离远近都是有差别的.同样阳光下上午,中午,下午,产生的电流也是不同的. 问:太阳能测试标准是什么?在白炽灯下多大灯泡多远距离测试算标准呢?
答:太阳能测试标准光照强度为:40000LUX,温度:25度.我们做过测试一般 白炽灯100W, 距离0.5-1CM,这样测试和标准测试相差不大. 问:太阳能电池板寿命是多长时间? 答:一般封装方式不同使用寿命会不同,一般钢化玻璃/铝合金外框封装寿命20年以上.环氧树脂封装15年以上. 问:为什么太阳能电池在太阳底下和出厂测试参数不同? 答: 99%工厂用流明计测出的是光通量的数值.但是实际上太阳能电池板是根据照度来转换电能的，照度越强功率值越大 太阳能电池和电池板测试解决方案 已有 158 次阅读2011-6-25 11:51|个人分类:光伏文档|关键词:解决方案太阳能电池电池板 迅速增长的太阳能产业对太阳能电池及电池板测试有极为紧迫的需要。如今的解决方案大体又有两种： 一是全套专用的系统， 二是利用现有标准化仪器及软件进行系统集成。集成的方案能建造更低成本的测试系统，并可根据测试要求的变化修改测试系统。例如，如果您的测试要求更高精度或更宽电流范围，需要更换的就只是测试系统中的个别仪器，而不是整个系统。此外，标准化的硬件和软件也可用于其它的测试系统。太阳能电池在研发、质量保证和生产中都需要测试。虽然对于不同的行业和应用，如用于太空或在地面上，测量精度、速度和参数的重要性会有不同，但有一些在任何测试环境都必
太阳能电池基本特性测定实验 太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。 太阳能电池根据所用材料的不同，可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池四大类，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。 硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为23%,规模生产时的效率为15%。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%。因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。 非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。 太阳能的利用和太阳能电池的特性研究是21 世纪的热门课题，许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。我们开设此太阳能电池的特性研究实验，通过实验了解太阳能电池的电学性质和光学性质，并对两种性质进行测量。该实验作为一个综合设计性的物理实验，联系科技开发实际，有一定的新颖性和实用价值。 【实验目的】 1. 无光照时，测量太阳能电池的伏安特性曲线； UI U I曲线图；并测量太阳能变化关系，画出2. 有光照时，测量电池在不同负载电阻下，对IUP FF；及填充因子电池的短路电流、开路电压、最大输出功率SCaxOCm IU L的关系，求出它们的近似函数关系。与光照度 3. 测量太阳能电池的短路电流、开路电压SCOC 【实验仪器】 白炽灯源、太阳能电池板、光照度计、电压表、电流表、滑线变阻器、稳压电源、单刀开关 连接导线若干 供参考． 】【实验原理 区，pn区流向结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由太阳光照在半导体
1.1.1组件电性能测试 1 组件测试仪校准：开始测试前使用相应的标准板校准测试仪；之后连续工作四小时（或更换待测产品型号）校准测试仪一次。 2 标准板选用：测试单晶硅组件使用单晶硅标准板；测试多晶硅组件使用多晶硅标准板。 测试120W以上（包括120W）组件：使用160W标准板校准测试； 测试50～120W（包括50W）组件：使用80W标准板校准测试； 测试30～50W（包括30W）组件：使用30W标准板校准测试； 测试30W以下组件：使用15W标准板校准测试。 3 短路电流校准允许误差：±3%。 4 每次校准后填写《组件测试仪校准记录》。 2 组件的测试: 1太阳模拟器光强均匀度测试：①太阳模拟器光强均匀度≤3%；②每周一、四校正测试一次。 2 太阳模拟器光强稳定性测试：①太阳模拟器光强稳定性≤1%；②每天测试前校正测试一次。 3电池组件测试前，需在测试室内静止放置24小时以上，然后进行测试。 .4 测试环境温度湿度：①温度：25±3℃；②湿度：20～80%；③测试室保证门窗关闭，无尘。 3组件重复测试精度：＜±1%。 12.4组件电性能参数： 12.4.1国内组件：①三十六片串接：工作电压：≥16.0V；开路电压: ≥19.8V。 ②七十二片串接：工作电压：≥33.5V；开路电压: ≥42.4V。 ③六十片串接：工作电压：≥28.0V；开路电压: ≥34.0V。 ④五十四片串接：工作电压：≥25.0V；开路电压: ≥32.0V。 ⑤功率误差：±3%。 12.4.2国外组件：①三十六片串接：工作电压：≥16.8V；开路电压: ≥20.5V。 ②七十二片串接：工作电压：≥33.5V；开路电压: ≥42.4V。 ③六十片串接：工作电压：≥27.4V；开路电压: ≥34.0V。 ④五十四片串接：工作电压：≥25.0V；开路电压: ≥32.0V。 ⑤功率误差 2.0 仪器/工具/材料 2.1 所需原、辅材料：1.外观检查合格的组件 2.2 设备、工装及工具：1.组件测试仪；2.标准组件； 3.合格印章 3.0 准备工作 3.1 工作时必须穿工作衣，鞋;做好工艺卫生，用抹布清洗工作台 3.2 按《太阳能模拟器操作规范》开启并设置好组件测试仪;每班次开始生产测试前必须用标准
太阳能电池板标准测试方法（模拟太阳能光） 一、开路电压：用500W的卤钨灯，0～250V的交流变压器，光强设定为3.8~4.0万LUX，灯与测试平台的距离大约为15-20CM，直接测试值为开路电压； 二、短路电流：用500W的卤钨灯，0～250V的交流变压器，光强设定为3.8~4.0万LUX，灯与测试平台的距离大约为15-20CM，直接测试值为短路电流； 三、工作电压：用500W的卤钨灯，0～250V的交流变压器，光强设定为3.8~4.0万LUX，灯与测试平台的距离大约为15-20CM，正负极并联一个相对应的电阻，（电阻 值的计算：R=U/I），测试值为工作电压； 四、工作电流：用500W的卤钨灯，0～250V的交流变压器，光强设定为3.8~4.0万LUX，灯与测试平台的距离大约为15-20CM，串联一个相对应的电阻，（电阻值的计算：R=U/I），测试值为工作电流。 问:太阳能电池板在阴天或日光灯下能产生电吗? 答:准确的说法是产生很小的电流.基本上可以说是忽略不计. 问:在白炽灯下或阳光下能产生多大电流? 答:在白炽灯下距离远近都是有差别的.同样阳光下上午,中午,下午,产生的电流也是不同的. 问:太阳能测试标准是什么?在白炽灯下多大灯泡多远距离测试算标准呢? 答:太阳能测试标准光照强度为:40000LUX,温度:25度.我们做过测试一般白炽灯100W, 距离0.5-1CM,这样测试和标准测试相差不大. 问:太阳能电池板寿命是多长时间? 答:一般封装方式不同使用寿命会不同,一般钢化玻璃/铝合金外框封装寿命20年以上. 环氧树脂封装15年以上. 问:为什么太阳能电池在太阳底下和出厂测试参数不同? 答: 99%工厂用流明计测出的是光通量的数值.但是实际上太阳能电池板是根据照度来 转换电能的，照度越强功率值越大 迅速增长的太阳能产业对太阳能电池及电池板测试有极为紧迫的需要。如今的解决方 案大体又有两种：一是全套专用的系统，二是利用现有标准化仪器及软件进行系统 集成。集成的方案能建造更低成本的测试系统，并可根据测试要求的变化修改测试系统。例如，如果您的测试要求更高精度或更宽电流范围，需要更换的就只是测试系统 中的个别仪器，而不是整个系统。此外，标准化的硬件和软件也可用于其它的测试系统。太阳能电池在研发、质量保证和生产中都需要测试。虽然对于不同的行业和应用，
太阳能供电系统蓄电池选型是很复杂的,下面列一个太阳能路灯系统的蓄电池设计给你希望能对你有所帮助 下面举例说明太阳能路灯系统设计的要点： 例如：需要在某市安装一批太阳能路灯，光源功率为30W，要求路灯每天工 作8 小时，保证连续7 个阴雨天能正常工作。当地东经114 度，北纬23 度，年 平均水平日太阳辐射为3.82KW.h/m 2 ,年平均月气温为20.5 度，两个连续的阴雨 天间间隔时长25 天。 根据以上资料，计算出光伏组件倾斜角26 度，标准峰值时数约3.9 小时。 （1）负载日耗电量 Q=W* H/U=30*8/12=20Ah 式中U 为系统蓄电池标称电压 （2）满足负载日用电的太阳能电池组件的充电电流 I1=Q*1.05/h/0.85/0.9=7.04A 式中1.05 为太阳能充电综合损失系数，蓄电池充电效率、控制器效率 （3）蓄电池容量的确定 满足连续10 个阴雨天正常工作的电池容量C C=Q*（d+1）/0.75*1.1=20*8/0.75*1.1=235Ah 取240Ah 式中0.75 为蓄电池放电深度，1.1 为蓄电池安全系数 选取2 节12V120Ah 的电池组成电池组 （4）连续阴雨天过后需要恢复蓄电池容量的太阳能电池组件充电电流I2 I2=C*0.75/h/D=240*0.75/3.9/25=1.85A 式中0.75 为蓄电池放电深度 （5）太阳电池组件的功率为（I1+I2）*18=（1.85+7.04）*18=160Wp 式中18 为太阳电池组件工作电压 选取2 块峰值功率为80Wp 的太阳能 列入安康太阳能路灯:LED:120W 组件1片:150WP 负载日耗电量 Q=120*8(每天平均工作8小时)/12(蓄电池电压)=80AH 满足负载日用电的组件电流 I1=Q*1.05(充电综合损失系数)/H(峰值日照时间,西安为4小时)/0.85(蓄电池充电效率)/0.9(控制器效率)=27.45A 蓄电池容量的确定 C=Q*（d(连续阴雨天数)+1）/0.75*1.1=938.66AH 式中0.75 为蓄电池放电深度，1.1 为蓄电池安全系数 考虑半功率及1/3功率,故选600AH 连续阴雨天过后需要恢复蓄电池容量的太阳能电池组件充电电流I2 I2=C*0.75/h/D(2个连续阴雨天间隔天数)=600*0.75/4/25=4.5A 太阳电池组件的功率为（I1+I2）*18(组件电压)=(27.45+4.5)*18=575WP 故选组件为600WP
什么是太阳能电池量子效率,如何测试 请教大家,什么是太阳能电池量子效率啊?Quantum efficiency of a solar cell, QE 太阳能电池量子效率和太阳能电池光谱响应,太阳能电池IPCE有什么区别啊?spectral response, IPCE, Incident Photon to Charge Carrier Efficiency 太阳能电池这些特性如何测试啊? 什么是太阳能电池量子效率?如何测试啊?Quantum efficiency of a solar cell, QE 太阳能电池的量子效率是指太阳能电池的电荷载流子数目和照射在太阳能电池表面一定能量的光子数目的比率。因此，太阳能电池的量子效率和太阳能电池对照射在太阳能电池表面的各个波长的光的响应有关。太阳能电池的量子效率和光的波长或者能量有关。如果对于一定的波长，太阳能电池完全吸收了所有的光子，并且我们搜集到由此产生的少数载流子（例如，电子在P型材料上），那么太阳能电池在此波长的量子效率为1。对于能量低于能带隙的光子，太阳能电池的量子效率为0。理想中的太阳能电池的量子效率是一个正方形，也就是说，对于测试的各个波长的太阳能电池量子效率是一个常数。但是，绝大多数太阳能电池的量子效率会由于再结合效应而降低，这里的电荷载流子不能流到外部电路中。影响吸收能力的同样的太阳能电池结构，也会影响太阳能电池的量子效率。比如，太阳能电池前表面的变化会影响表面附近产生的载流子。并且，由于短波长的光是在非常接近太阳能电池表面的地方被吸收的，在前表面的相当多的再结合将会影响太阳能电池在该波长附近的太阳能电池量子效率。类似的，长波长的光是被太阳能电池的主体吸收的，并且低扩散深度会影响太阳能电池主体对长波长光的吸收能力，从而降低太阳能电池在该波长附近的太阳能电池量子效率。用稍微专业点的术语来说的话，综合器件的厚度和入射光子规范的数目来说，太阳能电池的量子效率可以被看作是太阳能电池对单一波长的光的吸收能力。 太阳能电池量子效率，有时也被叫做IPCE，也就是太阳能电池光电转换效率(Incident-Photon-to-electron Conversion Efficiency)。 太阳能电池（光伏材料）光谱响应测试、量子效率QE（Quantum Efficiency）测试、光电转换效率IPCE (Monochromatic Incident Photon-to-Electron Conversion Efficiency) 测试等。广义来说，就是测量光伏材料在不同波长光照条件下的光生电流、光导等。 测试原理 用强度可调的偏置光照射太阳能电池，模拟其不同的工作状态，同时测量太阳能电池在不同波长的单色光照射下产生的短路电流,从而得到太阳能电池的绝对光谱响应和量子效率。
光伏组件（太阳能电池板）规格表如本页不能正常显示，请点击刷新 型号材料 峰值 功率 Pm (watt) 峰值 电压 Vmp (V) 峰值 电流 Imp (A) 开路 电压 Voc (V) 短路 电流 Isc (A) 尺寸 (mm) APM18M5W27x27单晶 硅 5 8.75 0.57 10.5 0.6 6 265*265*25 APM36M5W27x27单晶 硅 5 17.5 0.29 21.5 0.32 265*265*25 APM18P5W27x27多晶 硅 5 8.75 0.57 10.5 0.6 6 265*265*25 APM36P5W27x27多晶 硅 5 17.5 0.29 21.5 0.32 265*265*25 APM36M8W36x30单晶 硅 8 17.5 0.46 21.5 0.52 301*356*25 APM36P8W36x30多晶 硅 8 17.5 0.46 21.5 0.52 301*356*25 APM36M10W36x30单晶 硅 10 17.5 0.57 21.5 0.65 301*356*25 APM36P10W36x30多晶 硅 10 17.5 0.57 21.5 0.65 301*356*25 APM36M15W49x29单晶 硅 15 17.5 0.86 21.5 0.97 287*487*25 APM36P15W43x36多晶15 17.5 0.86 21.5 0.97 356*426*28
APM36M20W63x28单晶 硅 20 17.5 1.14 21.5 1.29 281*627*25 APM36P20W58x36多晶 硅 20 17.5 1.14 21.5 1.29 356*576*28 APM36M25W48x54单晶 硅 25 17.5 1.43 21.5 1.61 536*477*28 APM36P25W68x36多晶 硅 25 17.5 1.43 21.5 1.61 356*676*28 APM36M30W48x54单晶 硅 30 17.5 1.71 21.5 1.94 536*477*28 APM36P30W82x36多晶 硅 30 17.5 1.71 21.5 1.94 356*816*28 APM36M35W62x54单晶 硅 35 17.5 2.00 21.5 2.26 537*617*40 APM36P35W82x36多晶 硅 35 17.5 2.00 21.5 2.26 356*816*28 APM36M40W62x54单晶 硅 40 17.5 2.29 21.5 2.58 537*617*40 APM36P40W67x58多晶 硅 40 17.5 2.29 21.5 2.58 576*670*40 APM36M45W76x54单晶 硅 45 17.5 2.57 21.5 2.91 537*758*40 APM36P45W67x58多晶 硅 45 17.5 2.57 21.5 2.91 576*670*40 APM36M50W76x54单晶 硅 50 17.5 2.86 21.5 3.23 537*758*40 APM36P50W88x51多晶 硅 50 17.5 2.86 21.5 3.23 510*880*40 APM36M55W76x54单晶 硅 55 17.5 3.14 21.5 3.55 537*758*40 APM36P55W88x51多晶 硅 55 17.5 3.14 21.5 3.55 510*880*40 APM36M60W90x54单晶 硅 60 17.5 3.43 21.5 3.88 537*899*40 APM36P60W82x67多晶 硅 60 17.5 3.43 21.5 3.88 670*816*40 APM36M65W90x54单晶65 17.5 3.71 21.5 4.20 537*899*40
SMT-A太阳能电池组件测试仪 设备名称：SMT-A太阳能电池组件测试仪。 用途：快速测量单晶硅、多晶硅太阳能电池组件电气性能。 产品特点 ?本太阳能电池组件测试仪采用卧式箱体及下打光光路设计，适合于光伏组件的电性能中间检测和最终检测 ?德国进口脉冲氙灯，并配有专用的滤光光学组件，确保测试光源的光谱正确，使用寿命长 ?恒定光强，在测试区间保证光强恒定，确保测试数据真实可靠。闪灯脉宽0～100 ms连续可调，步进1ms，适应不同的电池组件测量。 ?数字化控制保证测试精度；硬件参数可编程控制，简化设备调试和维护。 ?采用2M×4路高速同步采集卡，更多还原测试曲线细节，准确反映被测电池片的实际工作情况。?采用红外测温，真实反映电池片的温度变化，并自动完成温度补偿。 ?自动控制，在整个测试区间实时侦测电池片和主要单元电路的工作状态，并提供软/硬件保护，保证设备的可靠运行。 ?具有闪光次数计数功能（更换可归零重置） 1.设备主要技术指标 1.1.模拟光源 a.大功率脉冲氙灯：1500W 氙灯德国海曼 b.光谱范围要求：符合IEC60904-9光谱辐照度分布要求AM1.5 A级 c.光强调节范围： 1000W/m2，调节范围700～1200W/m2 d.辐照不均匀度：≤±2%，符合IEC60904-9光谱辐照度分布要求AM1.5 A级
e.辐照不稳定度：≤±2%，符合IEC60904-9光谱辐照度分布要求AM1.5 A级 f.氙灯使用寿命： >20万次 g.具有闪光次数记数功能 h.氙灯闪光时间： 10ms 1.2.测试范围 a.有效测试面积：2000mm×1200mm b.有效测试功率范围：10w至280w c.测量电压范围和分辨率：1v至10v，分辨率1mv，（电压可以做到100V，安客户要求） d.测量电流范围和分辨率：100mA至20A，分辨率1mA e.测量温度范围和分辨率：0～150度±0.5度 1.3.测试精度 a.测试重复精度：≤±0.5% b.电性能测试误差：≤±1% 1.4.测量方式：四线测量 1.5.测试参数：Isc、Voc、Pmax、Vm、Im、FF、EFF、Temp 、Rs、Rsh 1.6.测试间隔时间： 6秒／片 1.7.I-V曲线含数据采集点个数：8000 1.8.测试条件校正功能：自校正装置（包括手动输入补偿参数、自动/手动温度补偿、光强自动补偿） 1.9.温度测量 a.自动测试温度 b.温度补偿和显示 c.可对测试温度进行温度修正 1.10.测试结果 a.显示测试时间和图形化参数（I-V特性曲线）? b.测试结果具备折算到标准测试条件下的能力? 1.11.测试报告 a.当前工作界面显示并可记录I-V特性曲线 b.可将所有组件的主要测试参数保存到硬盘的指定文件 c.指定的文件可以自主命名 1.1 2.数据汇总与打印
太阳能电池片功率计算公式 电池片制造商在产品规格表中会给出标准测试条件下的太阳电池性能参数：一般包括有短路电流Isc；开路电压Voc；最大功率点电压Vap；最大功率点电 流Iap；最大功率Pmpp; 转换效率Eff等。标准测试条件下，最大功率Pmpp与转换效率之间有如下关系： Pmpp = 电池面积（m2）*1000(W/m2)*Eff 举例如下： 产品类型转化效率(%)功率(W) 单晶125*125 15 2.22855 单晶156*156 15 3.58425 多晶125*125 15 2.34375 多晶156*156 15 3.6504 注1：测试条件符合AM1.5太阳光谱的辐照强度1000W/m2，电池温度25℃，测试方法 符合IEC904-1，容许偏差Efficiency ±5% REL。 注2：AM1.5 AM是air mass的简称,意思是大气质量。 AM1.5是一种条件，它描述太阳光入射于地表之平均照度，其太阳总辐照度为1000W/m2；太阳电池的标定温度为25±1℃。 注3：IEC904-1 IEC：国际电工委员会，international electrotechnical commission。 IEC904等同于GB/T6495。 注4：REL：rate of energy loss 能量损耗率
太阳能电池功率 一：首先计算出电流： 如：12V蓄电池系统；30W的灯2只，共60瓦。 电流＝ 60W÷12V＝ 5 A 二：计算出蓄电池容量需求： 如：路灯每夜照明时间9.5小时，实际满负载照明为 7小时（h）； 例一：1 路 LED 灯 （如晚上7：30开启100％功率，夜11：00降至50％功率，凌晨4：00后再100％功率，凌晨5：00 关闭） 例二：2 路非LED灯（低压钠灯、无极灯、节能灯、等） （如晚上7：30两路开启，夜11：00关闭1路，凌晨4：00开启2路，凌晨5：00关闭） 需要满足连续阴雨天5天的照明需求。（5天另加阴雨天前一夜的照明，计6天）蓄电池＝ 5A× 7h×（ 5＋1）天＝ 5A× 42h ＝210 AH 另外为了防止蓄电池过充和过放，蓄电池一般充电到90％左右；放电余留5％－20％左右。 所以210AH也只是应用中真正标准的70％－85％左右。另外还要根据负载的不同，测出实际的损耗，实际的工作电流受恒流源、镇流器、线损等影响，可能会在5A的基础上增加15％-25％左右。 三：计算出电池板的需求峰值（WP）： 路灯每夜累计照明时间需要为 7小时（h）； ★：电池板平均每天接受有效光照时间为4.5小时（h）； 最少放宽对电池板需求20％的预留额。 WP÷17.4V＝（5A× 7h× 120％）÷ 4.5h WP÷17.4V＝ 9.33 WP ＝ 162（W） ★：4.5h每天光照时间为长江中下游附近地区日照系数。 另外在太阳能路灯组件中，线损、控制器的损耗、及镇流器或恒流源的功耗各有不同，实际应用中可能在15％-25％左右。所以162W也只是理论值，根据实际情况需要有所增加。
太阳能电池板功率计算 1.0绪论 光伏系统的规模和应用形式各异，如系统规模跨度很大，小到0.3～2W的太阳能庭院灯，大到MW级的太阳能光伏电站。其应用形式也多种多样，在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽管光伏系统规模大小不一，但其组成结构和工作原理基本相同。本文将简要介绍光伏系统结构，并重点介绍其功率计算方法。 2.0光伏系统组成 图1是一个典型的供应直流负载的光伏系统示意图。 图1 直流负载光伏系统 图2 光伏发电系统原理方框图 光伏系统中的几个主要部件： 1.光伏组件方阵：由太阳电池组件（也称光伏电池组件）按照系统需求串、并联而成，在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出，它是太阳能光伏系统的核心部件。
2.蓄电池：将太阳电池组件产生的电能储存起来，当光照不足或晚上、或者负载需求大于太阳电池组件所发的电量时，将储存的电能释放以满足负载的能量需求，它是太阳能光伏系统的储能部件。目前太阳能光伏系统常用的是铅酸蓄电池，对于较高要求的系统，通常采用深放电阀控式密封铅酸蓄电池、深放电吸液式铅酸蓄电池等。 3.控制器：它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出，是整个系统的核心控制部分。随着太阳能光伏产业的发展，控制器的功能越来越强大，有将传统的控制部分、逆变器以及监测系统集成的趋势，如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三种功能。 4.逆变器：在太阳能光伏供电系统中，如果含有交流负载，那么就要使用逆变器设备，将太阳电池组件产生的直流电或者蓄电池释放的直流电转化为负载需要的交流电。 太阳能光伏供电系统的基本工作原理就是在太阳光的照射下，将太阳电池组件产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供电，如果日照不足或者在夜间则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电，对于含有交流负载的光伏系统而言，还需要增加逆变器将直流电转换成交流电。光伏系统的应用具有多种形式，但是其基本原理大同小异。 3.0太阳能电池组件功率计算方法 硅太阳能发电板容量是指平板式太阳能板发电功率WP。太阳能发电功率量值取决于负载24h所能消耗的电力H(WH)，由负载额定电源与负载24h所消耗的电力，决定了负载24h 消耗的容量P(AH)，再考虑到平均每天日照时数及阴雨天造成的影响，计算出太阳能电池阵列工作电流IP(A)。 由负载额定电源，选取蓄电池公称电压，由蓄电池公称电压来确定蓄电池串联个数及蓄电池浮充电压VF(V)，再考虑到太阳能电池因温度升高而引起的温升电压VT(v)及反充二极管P-N结的压降VD(V)所造成的影响，则可计算出太阳能电池阵列的工作电压VP(V)，由太阳电池阵列工作电源IP(A)与工作电压VP(V)，便可决定平板式太阳能板发电功率WPW，从而设计出太阳能板容量，由设计出的容量WP与太阳能电池阵列工作电压VP，确定硅电池平板的串联块数与并联组数。 太阳能电池阵列的具体设计步骤如下： 1.计算负载24h消耗容量P。 P=H/V H——负载24小时消耗的电力（WH，瓦˙时）