一种监控太阳电池片抗PID性能的测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种监控太阳电池片抗PID性能的测试装置，包括机架以及设置于机架上的用于放置被测太阳电池片的载物台，其特征在于：还包括用于精确移动所述载物台的载物台移动总成、用于精确提供测试液滴的自动连续进样系统、用于采集测试液滴形貌的光学采集系统和用于分析和处理所述光学采集系统采集的图像信息的计算机，光学采集系统通过电缆将采集到的图像信息实时传送至计算机。本实用新型专利技术通过测试接触角对电池片抗PID性能进行有效监控，提高电池片的可靠性，操作简便、精度高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太阳电池片的性能测试装置，尤其涉及一种监控太阳电池片抗PID性能的测试装置，用于对具有亲水性阻挡层的太阳电池片的抗PID性能进行测试和监控，属于太阳电池生产

技术介绍
随着光伏发电在世界能源消耗中占有越来越重要的席位，在实际应用过程中，一个发电系统会集成多个光伏组件，组件会暴露在非常高的电压下，在长期高电压的作用下，组件中玻璃和封装材料之间存在漏电现象，使得大量电荷和Na+富集在电池片表面，造成表面钝化减反射膜失效，随后PN结失效，最终使得组件性能持续衰减，这种衰减被称为电位诱发衰减(PotentialInducedDegration)，即PID效应。造成此类衰减的机理是多方面的，例如在上述高电压的作用下，组件电池的封装材料和组件上表面层及下表面层的材料中出现离子迁移现象；电池中出现热载流子现象；电荷的再分配削减了电池的活性层；相关的电路腐蚀；等等。近年来，在太阳能电池应用过程中，发生了诸多太阳能电池组件功率衰减的案例，严重影响了太阳能电池在各应用领域的广泛使用和推广，因此，对太阳能电池的PID监控极其重要。为了有效降低PID效应，主要通过电池、组件、系统三个方面来实现。从组件端进行分析，主要方法是采用抗PID的EVA，使用低醋酸乙烯含量的EVA来缓解PID现象的产生；从系统端来看，主要方法是组件边框接地、逆变器直流段负极接地等；从电池端进行分析，目前的研究方向主要包括以下两方面：(1)提高反射层的折射率可以有效地降低PID现象的发生，当减反射层的折射率大于2.2后，PID衰减率降低。目前有不少太阳能电池厂在针对电池片和PID的关系测试中也发现类似的现象，所以提高SiNx膜层折射率为抗PID的手段之一。(2)在电池片表面生成一层SiOx薄膜作为阻挡层，可有效阻止Na+迁移到电池片表面，从而避免电池组件功率的衰减。现有技术中，通过采用紫外电离的方式生成臭氧，使臭氧对硅片表面进行氧化，在硅片表面形成一层较为致密的SiOx薄层作为阻挡层，从而阻挡Na+的侵入，并且SiOx层具有较好的钝化效果，能有效降低电池片表面的复合速率，且该SiOx层较薄，电子的遂穿效应非常明显，可以将电池片表面富集的一部分电荷导走，从而防止因电荷堆积而导致钝化减反射层效果减弱，使电池片具有一定的抗PID能力。但是，不同的工艺条件下，如臭氧浓度，形成的SiOx层致密性及均匀性有差异，抗PID性能也有差异。因此，需要在不同工艺条件与所形成的SiOx层抗PID性能之间寻求联系并建立有效的监控，从而达到可通过控制工艺条件来管控电池片抗PID性能的效果。
技术实现思路
本技术针对现有技术中，对具有阻挡层的太阳电池片抗PID性能无法有效、精确地进行监测的技术问题，提供一种监控太阳电池片抗PID性能的测试方法及其测试装置，精确、简便、快速地测试太阳电池片抗PID性能，同时，操作方便，可靠性高。为此，本技术采用如下技术方案：一种监控太阳电池片抗PID性能的测试装置，包括机架以及设置于机架上的用于放置被测太阳电池片的载物台，其特征在于：还包括用于精确移动所述载物台的载物台移动总成、用于精确提供测试液滴的自动连续进样系统、用于采集测试液滴形貌的光学采集系统和用于分析和处理所述光学采集系统采集的图像信息的计算机，光学采集系统通过电缆将采集到的图像信息实时传送至计算机。进一步地，所述载物台移动总成包括步进电机和步进电机控制器，步进电机控制器根据指令，带动步进电机的运转，自动完成试验点位的到达。进一步地，所述光学采集系统包括一个高精度连续的变倍不变焦显微镜、高像素袖珍型摄像机和工业背光板光源，所述工业背光板光源和摄像机分别设置于载物台的两侧，显微镜设置于摄像机的前方。进一步地，所述摄像机两次拍照的间隔时间为8ms-12ms；进一步地，所述自动连续进样系统包括精密注射泵和注射泵移动系统。进一步地，所述精密注射泵的上方设置有排气嘴。可精确控制器液滴的体积，更精准控制注液量，并避免气泡的产生。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：(1)实现自动测量功能：通过摄像机将图像按一定时间间隔采集至计算机，自动将接触角测出；(2)可选择多个测试点，对电池片表面亲水性阻挡层的不同区域进行亲水性检测，从而判断亲水性阻挡层的均匀性，如可选择在电池片的四个角各和中心点位置各选取一个测试点。(3)进样系统的优化：采用精密注射泵，进行自动进样，更精准控制注液量，并可以避免气泡产生。因此，本技术通过测量太阳电池片表面的接触角，对太阳电池片抗PID阻挡层进行量化监控，测试过程操作简便、快速，适用于生产线电池片亲水性的监控，有利于后续对亲水性及PID相关性进行分析，为太阳能电池PID的研究提供重要依据。并且可对电池片抗PID性能进行有效监控，及时发现异常，减少不良品的产生，从而提高电池片的可靠性。操作简便、可靠性高、重复精度高。附图说明图1为本技术测试装置的结构示意图；图2为本技术测试装置进样系统的结构示意图；图中，1为机架，2为载物台，3为载物台移动总成，4为自动连续进样系统，41为精密注射泵，42为注射泵移动系统，43为排气嘴，5为光学采集系统，51为显微镜；52为摄像机；53为工业背光板光源；6为计算机，7为电缆。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术的结构做进一步详细的说明，本技术中与现有技术相同的部分将参考现有技术。如图1、2所示，本技术的监控太阳电池片抗PID性能的测试装置，包括机架1以及设置于机架上的用于放置被测太阳电池片的载物台2，用于精确移动所述载物台的载物台移动总成3、用于精确提供测试液滴的自动连续进样系统4、用于采集测试液滴形貌的光学采集系统5和用于分析和处理所述光学采集系统采集的图像信息的计算机6，光学采集系统通过电缆7将采集到的图像信息实时传送至计算机；载物台移动总成3包括步进电机和步进电机控制器，步进电机控制器根据指令，带动步进电机的运转，自动完成试验点位的到达。光学采集系统5包括一个高精度连续的变倍不变焦显微镜51、高像素袖珍型摄像机52和工业背光板光源53，所述工业背光板光源53和摄像机52分别设置于载物台2的两侧，显微镜51设置于摄像机52的前方，工业背光板光源53可通过光源亮度调节器进行亮度调节。摄像机52两次拍照的间隔时间为10ms。由于太阳电池片经臭氧处理后接触角角度较小，缩短两次拍照采集间隔时间，可更为有效地测试其可缩短为10ms；自动连续进样系统4包括精密注射泵41和注射泵移动系统42，精密注射泵的上方设置有排气嘴43。如果发现进样器内有气泡，可通过排气嘴将气泡排出，可避免注液时气泡的影响。下面以SiOx层作为亲水性阻挡层为例描述本技术的测试方法，包括如下步骤：S1：以蒸馏水作为测试介质，取相同体积的液滴进行测量，通过调节O3浓度，记录不同O3浓度条件下得到的太阳电池片表面的接触角，将具有不同接触角的太阳电池片放置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监控太阳电池片抗PID性能的测试装置，包括机架以及设置于机架上的用于放置被测太阳电池片的载物台，其特征在于：还包括用于精确移动所述载物台的载物台移动总成、用于精确提供测试液滴的自动连续进样系统、用于采集测试液滴形貌的光学采集系统和用于分析和处理所述光学采集系统采集的图像信息的计算机，光学采集系统通过电缆将采集到的图像信息实时传送至计算机。

【技术特征摘要】
1.一种监控太阳电池片抗PID性能的测试装置，包括机架以及设置于机架上的用于放置被测太阳电池片的载物台，其特征在于：还包括用于精确移动所述载物台的载物台移动总成、用于精确提供测试液滴的自动连续进样系统、用于采集测试液滴形貌的光学采集系统和用于分析和处理所述光学采集系统采集的图像信息的计算机，光学采集系统通过电缆将采集到的图像信息实时传送至计算机。
2.根据权利要求1所述的监控太阳电池片抗PID性能的测试装置，其特征在于：所述载物台移动总成包括步进电机和步进电机控制器，步进电机控制器根据指令，带动步进电机的运转，自动完成试验点位的到达。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王兵，顾鹏，张丰军，华征，王武林，
申请(专利权)人：常州天合光能有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32