电池碎片快速筛选的研究

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1、山于每片电池碎片存在输岀特性上的不一致性，在电流、电压和转换效率等因素上有一定的偏差。用电池碎片组装成电池需耍挑选电性能参数基本一致的电池片进行组介，以保证太阳电池的组介损失最小，使最终压制成型的电池片获得较高的输出性能。衡量太阳电池性能的主要参数冇：开路电压，短路电流.填充因了，串联电阻和并联电阻,并山这些参量计算出太阳电池的转换效率。太阳电池性能的测量通常是在太阳模拟器上进行，通过电压扫描测量出太阳电池的I-V特性曲线。但电池碎片的面积较小，数量巨大，很多碎片的引出极不完整，不可能对每一个电池碎片进行I-V特性曲线测量，必须

2、找到一种快速准确的的测量方法，才能够对电池碎片进行筛选分类。将每一电池碎片都在太阳模拟器下进行测量，不仅耗时、费力，而忖无法在实际生产中应用。在太阳电池测量中，填充因子是衡量电池性能的重要参数，为了快速检测电池的填充因子,我们对电池的I-V特性

3、11

4、线进行了分析。在图1屮，在相同的开路电压和短路电流情况下，填充因了不同，电池的转换效率差别很大，我们从图屮可以看到，填充因了越高，输出电流随看输出电压的增加衰减越小；填充因子越低，输出电流随着输出电压的增加衰减越大。图1：太阳电池1-V特性曲线为了进行快速检测，除了开路电压、短路电

5、流外，我们希望用尽量少的参数测量来得到电池的填充因子。对丁一般的晶体硅电池，填充因子对应的最大功率点的电压值在0.8VOC左右。因此我们可以川0.8Voc处的输出电流与电压的乘积与短路电流和开路电压乘积的比值來粗略估计出填充因子的大小：(3.1)从上式屮可以看岀填充因了近似的只与0.8Voc处的输岀电流和短路电流冇关，这样我们通过测量开路电压、短路电流和0.8Voc处的电流，即可粗略计算得岀电池片的输出特性。采川测量0.8Voc处的输出电流，从而计算出的填充因子一般都会小于实际的填充因子。但是这种方法不用测量电池碎片的更多其它的

6、参数就能粗略得岀电池的性能，可以作为筛选电池碎片的快速测量方法。为了验证快速检测的实际效果，我们对25个电池碎片进行了测量。首先在太阳模拟器下测量出电池碎片的I-V特性曲线，并得到开路电压、电流密度和填充因子。地而川太阳电池组件的标准测试条件：太阳光谱AM1.5；太阳辐照度lOOOW/m2；温度250由于没有专用的测试仪器,我们在自制的测量装置下对电池碎片进行手工测量。该测量装置由一只1000W碘钙灯、两个数字万用表、两个拨动开关和一个可调节负载电阻组成，有如图2所示电路图。碘钩灯的光强达到一个标准太阳光强，可调节负载电卩I［的

7、范围在0〜500Qo碘苗灯图2：电池碎片测量装置电路图当开关K2在位置2,K1断开，表1测量值为开路电压Voc；当开关K2在位置2,K1闭合，表2测量值为短路电流Isc；当开关K2在位置1,K1断开，调节可变电阻，表1和表2可以测量出实时的电流、电压值。在实验测量屮，首先测量开路电压和短路电流，然后通过调节可变电阻，使电池片的输出电压在0.8Voc左右，测量此时的电压值和电流值。在测量中我们发现，很难将输出电压值准确调节到0.8VoCo山于测量的绝大多数电池片的开路电压在540〜580mVZ间，计算填充因子所在处的电压值可以选取

8、在420〜450mVZ间，在实际测量时，只耍将输出电压调节到420-450mV之间，我们就认为是基木达到了0.8Voc的电压值，然后进行测量，记录相应的电流和电压值。表1和2是25片电池碎片在太阳模拟器下测量的结果和碘钩灯下简易测最的结果，从下表屮，我们可以看出简易测量和在太阳模拟器下测量的结果基本一致，从而验证了简易的快速测量方法的可行性。编Voc(mV)J$c(mA*cm2)FFn(%))593340.7213.92590320.712.53584330.7111.94581320.6912.75578330.712.165

9、74320.58B.67569310.6710.78564330.6811,29560310.6211.010554300.5910.211552310.6410.412549300.639.413542290.6110A145382805210.515530280.419.816526300.59.617524270.4410.118519260.439.419512230.519.120508250.468.621501240.477.822496200.396.423493240.465.124489200.424.325

10、482210.434.7Voc(mV)Jsc(mA5?)FFn(%)15力320.712.42589300.6810J3584310.6410.44580300.6810.75577320.631036573310.5410.27564300.639.78560