一種具有合格熱斑溫度范圍的太陽能電池片的檢測方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有合格熱斑溫度范圍的太陽能電池片的檢測方法，所述方法包括如下步驟：(1)建立合格的熱斑溫度范圍；(2)測試太陽能電池片的熱斑溫度T片測；(3)判定T片測≤T片’，則所述太陽能電池片的熱斑溫度合格；判定T片測＞T片’，則所述太陽能電池片的熱斑溫度不合格。本發明提供的具有合格熱斑溫度范圍的太陽能電池片的檢測方法成本低、測試周期短(現有方法在組件端分選耗時5h，改進后只需0.5h)，同時測試樣本量不受限制，可大量測試以獲得豐富數據量，并且此方法測試到的組件熱斑溫度準確可靠。
【專利說明】
一種具有合格熱斑溫度范圍的太陽能電池片的檢測方法
技術領域
[0001 ]本發明太陽能電池技術領域，涉及一種具有合格熱斑溫度范圍的太陽能電池片的檢測方法。
【背景技術】
[0002]隨著太陽能電池的廣泛應用，一些影響光伏組件發電性能及其壽命的不利因素也隨之出現，熱斑效應就是其中之一。所謂熱斑效應，指的是當組件中的一個電池或一組電池被遮光或損壞時，工作電流超過了該電池或電池組降低了的短路電流，在組件中會發生熱斑加熱。此時受影響的電池或電池組被置于反向偏置狀態，消耗功率，從而引起過熱。溫度過高可能會導致組件局部區域燒毀或形成暗斑、焊點融化、封裝材料老化、玻璃炸裂、焊帶腐蝕等永久性破壞，給組件的安全性和可靠性造成極大的隱患。現有測試方法是對組件的熱斑特性進行抽測，不能完整表征所有樣品的熱斑特性，而且測試過程耗時費力，無法做到實時監控。
[0003]引起組件熱斑的因素有很多，其中一個重要因素是太陽能電池熱斑。太陽能電池熱斑指的是在一定條件下，電池內某處由于隱裂、邊緣漏電、過燒等引起的局部溫度過高。如果這種電池片用于光伏組件，在特定條件下，很有可能會造成組件熱斑，導致組件損壞。
[0004]因此，將存在熱斑風險的電池片篩選出來這項工作顯得尤為重要。目前電池制造商采取的措施是在電池測試階段增設熱斑檢測裝置，并賦予相應的分選條件，將問題電池片挑選出來。但是組件的熱斑分選條件不能適用于電池，而目前電池端熱斑分選還沒有對應的方法，要做到準確篩選，就要求滿足一定的分選條件。
[0005]分選條件制定的基礎是找到電池熱斑溫度和與之對應的組件熱斑溫度的對應關系。為了確保此對應關系準確可靠，一方面要求測試得到的熱斑溫度準確，另一方面要求數據量豐富。電池熱斑溫度由熱斑檢測裝置獲得，可以滿足上述兩方面的要求。而關于大量、準確的組件熱斑溫度的獲得，目前還沒有行之有效的辦法。
[0006]本領域需要開發一種能夠有效監測太陽能電池熱斑溫度的方法。
【發明內容】
[0007]針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種具有合格熱斑溫度范圍的太陽能電池片的檢測方法，所述方法包括如下步驟:
[0008](I)建立合格的熱斑溫度范圍:
[0009]①提供太陽能電池片的測試樣本；
[0010]②測定所述測試樣本中每個太陽能電池片的熱斑溫度T片；
[0011]③將所述測試樣本中的至少I個太陽能電池片組裝成層壓件；
[0012]④測定所述層壓件中每片太陽能電池片的熱斑溫度T組件；
[0013]⑤設定太陽能層壓件的熱斑合格溫度為T0;
[0014]⑥以T片為橫坐標，以T組件為縱坐標，繪φ?」Χ-Υ點圖；
[0015]⑦將T餅彡To的第一個點的橫坐標記為T片’，橫坐標在T片’以下的范圍即為合格的熱斑溫度范圍；
[0016](2)測試太陽能電池片的熱斑溫度T片測；
[0017](3)判定T片測彡T片’，貝Ij所述太陽能電池片的熱斑溫度合格;判定T片測>T片’，則所述太陽能電池片的熱斑溫度不合格。
[0018]本發明通過小層壓件的熱斑分選條件快速制定太陽能電池片的熱斑分選條件，由此在太陽能電池片的生產過程中，只需要通過太陽能電池片的熱斑溫度就可以判斷其組裝成太陽能層壓件的熱斑溫度是否合格。
[0019]本發明所述檢測方法中的層壓件所組裝的太陽能電池片可以是單片太陽能電池層壓，也可以是多片太陽能電池層壓。當所述層壓件中為多片太陽能電池層壓時，其中的多片太陽能電池互相不做串焊，也就是在對層壓件進行熱斑溫度檢測時，測試電路中只有被測太陽能電池片一個電池片。
[0020]優選地，所述測試樣本中太陽能電池片的數量至少20個，優選至少100個。
[0021]優選地，所述太陽能電池片的熱斑溫度T片的測試方法為:給太陽能電池片施加第一反向偏壓U1，測試電池片整面的熱斑溫度，取最高溫度點的溫度為T片。
[0022]優選地，所述反向偏壓為單片太陽能電池片最大功率點的工作電壓，即為Umpp。
[0023]優選地，所述反向偏壓的施加方式是脈沖式電壓。
[0024]優選地，所述脈沖式電壓的峰值在-16?OV之間，例如-15V、-14V、-13V、-12V、_11V、-10V、-9V、-8V、-7V、-6V、-5V、-4V、-3V、_2V、-1V等。
[0025]優選地，所述層壓件按照熱斑合格溫度為To的太陽能層壓件的制備工藝方法制備。
[0026]所述“熱斑合格溫度為To的太陽能層壓件”可以理解為:制備的太陽能電池片組裝成太陽能層壓件后，對熱斑溫度的要求范圍為To。而此處層壓件的制備工藝方法按照所述熱斑合格溫度為Tq的太陽能層壓件的制備方法制備，包括蓋板、封裝材料的選擇和組裝工藝。通常情況下，To應不大于所述下蓋板的熔點溫度。
[0027]優選地，所述層壓件的制備工藝方法包括如下步驟:
[0028]將至少I個太陽能電池片與導流件電連接形成電連接件，在所述電連接件上下分別覆蓋封裝材料和蓋板，形成由上至下依次為上蓋板、封裝材料、電連接件、封裝材料、下蓋板結構的層壓件。上述導流件延伸至層壓件外，并在層壓件的上下表面分別匯流形成兩個輸出端，上述輸出端與外接電源反向連接，即外接電源正極與電連接件的負極親合，外接電源負極與電連接件的正極耦合，從而對層壓件施加反向偏壓。
[0029]優選地，所述層壓件的熱斑溫度如件的測試方法為:
[0030]將層壓件連接第二反向偏壓U2，提供照射層壓件的模擬太陽光，接通電路，調節太陽光的光強，使得電路的測試電流為Ι_Ρ，穩定此時的太陽光強，測得層壓件的最高溫度，即為層壓件的熱斑溫度T組件。
[0031 ]優選地，所述太陽光強的穩定時間為10?60min范圍內的任意點值。
[0032]太陽光光強的穩定時間太短，升溫不充分，測試結果不準確，過長造成工藝時間延長。
[0033]優選地，所述第二反向偏壓U2=單片太陽能電池片最大功率點的工作電壓X (太陽能電池組裝件中一個二極管控制的太陽能電池片的數量-1)。
[0034]優選地，所述測試電流Impp =測試的單片太陽能電池片最大功率點的工作電流。
[0035 ]優選地，所述測試電壓選自5?15V范圍內的任意點值。
[0036]優選地，所述To為160?180 °C范圍內的任意點值。
[0037]對于To的具體選擇，本發明不做具體限定，典型但非限制性的可以是161°C、162°C、163°C、164°C、165°C、166°C、167°C、168°C、169°C、170°C、171°C、172°C、173°C、174°C、175Γ、176Γ、177Γ、178Γ、179Γ 等。
[0038]本發明的目的之二是提供一種所述層壓件中每片太陽能電池片的熱斑溫度如件的測試裝置，包括如下結構:
[0039]能夠水平放置太陽能電池組裝件或層壓件的樣品放置臺，所述樣品放置臺為鏤空結構，至少將層壓件或組件中的太陽能電池片鏤空出來，使溫度探測儀直接照射太陽能電池片背面;在樣品放置臺下方放置溫度探測儀，用于探測太陽能電池組裝件或層壓件中的太陽能電池片的溫度;在樣品放置臺上方設置可調強度的太陽光源；電源，與所述太陽能電池組裝件或層壓件中的太陽能電池片電連成回路。
[0040]優選地，所述太陽能電池片的熱斑溫度的測試裝置為用于目的之一所述的用于具有合格熱斑溫度范圍的太陽能電池片的檢測方法中步驟④的測試。
[0041 ]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:
[0042]本發明提供的具有合格熱斑溫度范圍的太陽能電池片的檢測方法通過尋找太陽能電池片的熱斑溫度與太陽能片在組裝后的層壓件中的熱斑溫度的關系，得到兩者的對應關系，由此只需要通過判定太陽能電池片的熱斑溫度就可以得知這個太陽能電池片在太陽能電池組裝件中的熱斑溫度是否合格。本發明所述檢測方法成本低、測試周期短(現有方法在組件端分選耗時5h，改進后只需0.5h)，同時測試樣本量不受限制，可大量測試以獲得豐富數據量，并且此方法測試到的組件熱斑溫度準確可靠。
【附圖說明】
[0043]圖1是層壓件中每片太陽能電池片的熱斑溫度如件的測試裝置結構示意圖；
[0044]圖2是實施例1的T片-Tfflf牛的點圖。
【具體實施方式】
[0045]為便于理解本發明，本發明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。
[0046]—種所述層壓件中每片太陽能電池片的熱斑溫度如件的測試裝置，包括如下結構:
[0047]能夠水平放置太陽能電池片或層壓件的樣品放置臺1，所述樣品放置臺I為鏤空結構，至少將層壓件或組件中的太陽能電池片2鏤空出來，使紅外線溫度探測儀3直接照射太陽能電池片2背面;在樣品放置臺I下方放置紅外線溫度探測儀3，用于探測太陽能電池組裝件或層壓件中的太陽能電池片2的溫度;在樣品放置臺I上方設置可調強度的太陽光源4;電源5，與所述太陽能電池組裝件或層壓件中的太陽能電池片2電連成回路，如圖1所示。
[0048]實施例1
[0049]—種具有合格熱斑溫度范圍的太陽能電池片的檢測方法，包括如下步驟:
[0050](I)建立合格的熱斑溫度范圍:
[0051 ]①提供29片太陽能電池片作為測試樣本；
[0052 ]②測定所述測試樣本中每個太陽能電池片的熱斑溫度T片；
[0053]③將所述測試樣本中的太陽能電池片分別組裝成29個層壓件；
[0054]④測定所述層壓件中每片太陽能電池片的熱斑溫度T組件；
[0055 ]⑤取180 °C (To)為太陽能層壓件的熱斑合格溫度；
[0056]⑥以T片為橫坐標，以他牛為縱坐標，繪紳(-Y點圖，如圖2;
[0057]⑦將T細牛=To的第一個點的橫坐標記為T片’，橫坐標在T片’以下的范圍即為合格的熱斑溫度范圍；
[0058](2)測試太陽能電池片的熱斑溫度T片測；
[0059](3)判定T片測ST片’，則所述太陽能電池片的熱斑溫度合格;判定T片測>T片’，則所述太陽能電池片的熱斑溫度不合格。
[0060]測試例I
[0061]①按照實施例1中的檢測方法測試太陽能電池片的熱斑溫度，并選取熱斑溫度合格的太陽能電池片，這里選擇的熱斑溫度為25°C;
[0062]②將上述太陽能電池片制作成太陽能層壓件；
[0063]③測定層壓件的熱斑溫度為155°C(小于180°C)，即層壓件的熱斑溫度為合格。
[0064]測試例2
[0065]①按照實施例1中的檢測方法測試太陽能電池片的熱斑溫度，并選取熱斑溫度不合格的太陽能電池片，這里選擇的熱斑溫度為41°C;
[0066]②將上述太陽能電池片制作成太陽能層壓件；
[0067]③測定層壓件的熱斑溫度為192°C(大于180°C)，即層壓件的熱斑溫度為不合格。
[0068]上述測試結果顯示:采用本發明的檢測方法得到的檢測結果準確可靠。
[0069]
【申請人】聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
【主權項】
1.一種具有合格熱斑溫度范圍的太陽能電池片的檢測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)建立合格的熱斑溫度范圍: ①提供太陽能電池片的測試樣本； ②測定所述測試樣本中每個太陽能電池片的熱斑溫度T片； ③將所述測試樣本中的至少I個太陽能電池片組裝成層壓件； ④測定所述層壓件中每片太陽能電池片的熱斑溫度T纟講； ⑤設定太陽能層壓件的熱斑合格溫度為To; ⑥以T片為橫坐標，以T纟講為縱坐標，繪制X-Y點圖； ⑦將T纟I件彡To的第一個點的橫坐標記為T片’，橫坐標在T片’以下的范圍即為合格的熱斑溫度范圍； (2)測試太陽能電池片的熱斑溫度T片測； (3)判定T片測彡T片’，則所述太陽能電池片的熱斑溫度合格;判定T片測>T片’，則所述太陽能電池片的熱斑溫度不合格。2.如權利要求1所述檢測方法，其特征在于，所述測試樣本中太陽能電池片的數量至少20個，優選至少100個。3.如權利要求1或2所述檢測方法，其特征在于，所述太陽能電池片的熱斑溫度T片的測試方法為:給太陽能電池片施加第一反向偏壓U1，測試電池片整面的熱斑溫度，取最高溫度點的溫度為T片； 優選地，所述第一反向偏壓瓜為單片太陽能電池片最大功率點的工作電壓，即為U_; 優選地，所述反向偏壓的施加方式是脈沖式電壓； 優選地，所述脈沖式電壓的峰值在-16?OV之間。4.如權利要求1?3之一所述檢測方法，其特征在于，所述層壓件的制備工藝方法包括如下步驟: 將至少I個太陽能電池片與導流件電連接形成電連接件，在所述電連接件上下分別覆蓋封裝材料和蓋板，形成由上至下依次為上蓋板、封裝材料、電連接件、封裝材料、下蓋板結構的層壓件。5.如權利要求1?4之一所述檢測方法，其特征在于，所述層壓件的熱斑溫度T纟講的測試方法為: 將層壓件連接第二反向偏壓U2，提供照射層壓件的模擬太陽光，接通電路，調節太陽光的光強，使得電路的測試電流為，穩定此時的太陽光強，測得層壓件的最高溫度，即為層壓件的熱斑溫度T組件。6.如權利要求5所述檢測方法，其特征在于，所述太陽光強的穩定時間為10?60min范圍內的任意點值。7.如權利要求5或6所述檢測方法，其特征在于，所述第二反向偏壓U2=單片太陽能電池片最大功率點的工作電壓X (太陽能電池組裝件中一個二極管控制的太陽能電池片的數量-1); 優選地，所述測試電流為測試的單片太陽能電池片最大功率點的工作電流。8.如權利要求7所述檢測方法，其特征在于，所述測試電壓選自5?15V范圍內的任意點值。9.如權利要求1?8之一所述檢測方法，其特征在于，所述To為160?180°C范圍內的任意點值。10.—種太陽能電池片的熱斑溫度的測試裝置，其特征在于，所述測試裝置包括如下結構: 能夠水平放置太陽能電池組裝件或層壓件的樣品放置臺，所述樣品放置臺為鏤空結構，至少將層壓件或組件中的太陽能電池片鏤空出來，使溫度探測儀直接照射太陽能電池片背面;在樣品放置臺下方放置溫度探測儀，用于探測太陽能電池組裝件或層壓件中的太陽能電池片的溫度;在樣品放置臺上方設置可調強度的太陽光源；電源，與所述太陽能電池組裝件或層壓件中的太陽能電池片電連成回路； 優選地，所述太陽能電池片的熱斑溫度的測試裝置為用于權利要求1?9之一所述的用于具有合格熱斑溫度范圍的太陽能電池片的檢測方法中步驟④的測試。
【文檔編號】H01L21/66GK106057702SQ201610673642
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月16日 公開號201610673642.7, CN 106057702 A, CN 106057702A, CN 201610673642, CN-A-106057702, CN106057702 A, CN106057702A, CN201610673642, CN201610673642.7
【發明人】齊素芳, 鄭旭然, 邢國強
【申請人】蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司