一种高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置及测试方法，包括：角度可调式太阳能电池支撑测试平台，角度可调式太阳能电池支撑测试平台用于放置待测试电池，百叶盒温湿度气象站和太阳总辐射传感器；待测试太阳能电池正负极与继电器电路板连接；继电器分别与数字源表、计算机连接；数字源表、温控仪、百叶盒温湿度气象站与太阳总辐射传感器分别连接与计算机。通过计算机通讯协议控制继电器电路板进行待测试电池的选择，由数字源表读取的电流值得到电池的电流电压曲线。同时，记录每次测试时的环境温度等参数，存储于计算机文档。本发明专利技术可方便快捷的对电池在户外环境中的工作状态，并评估电池在户外环境下的稳定性能，简单易行。简单易行。简单易行。

【技术实现步骤摘要】
一种高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置及测试方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种太阳能电池户外性能与稳定性高通量表征测试系统。

技术介绍

[0002]在人类社会开发利用的众多的能源中，可再生的清洁能源正逐渐成为未来能源需求中的最重要来源。在这中间(太阳能，风能，潮汐能，水力发电等)，太阳能由于其储量取之不尽，相对清洁无污染等的优势，一直是可再生能源领域的研究热点。第三代溶液可加工的太阳能电池具有柔性好、价格低廉、重量轻等特点，已成为光伏
研究的热点之一。为实现相关太阳能电池的实际应用，一方面要提高电池能量转换效率，另一方面要延长器件使用寿命。提高能量转换效率关键在于设计合成新型高效给体材料和受体材料，以及研发新型器件结构；延长器件使用寿命必须考虑器件光，热稳定性。虽然有机太阳能电池的光电转换效率已经达到商用及市场推广的要求，但有机材料对环境的敏感性限制了有机太阳能电池的长期稳定性。目前来说，当前太阳能电池稳定性测试主要基于恒定光强的氙灯太阳能模拟器或者其他光源模拟器，环境条件多数是在恒温，氮气保护条件下测试，然而光谱分布，光强，温湿度变化等复杂的户外工作条件与目前室内测试存在较大差异。因此对太阳能电池进行户外性能与稳定性测试，评估其在外界环境因素下的性能演变，研究其衰减机理和提出改善稳定性的策略，这些对加速有机太阳能电池从实验室走向大规模工业化有深远意义。

技术实现思路

[0003]针对现有稳定性测试技术的不足及户外稳定认识的匮乏，本专利技术的主要目的之一在于提供一种高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置，旨在方便快捷的对太阳能电池在户外条件下工作性能的评估，并记录太阳能电池性能在不同时间尺度下的变化趋势，真实反映电池在户外大气环境下的稳定性性能。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0005]一种高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置，其特征在，包括：角度可调式太阳能电池支撑测试平台、继电器电路板、数字源表、温控仪、百叶盒温湿度气象站、太阳总辐射传感器、贴片式热电阻、计算机；所述太阳能电池支撑测试平台用于放置待测试电池，所述百叶盒温湿度气象站同时与太阳总辐射传感器、被测试太阳能电池正负极、以及继电器电路板连接，所述继电器分别与万用表、计算机连接，所述贴片式热电阻连接于温控仪，数字源表、温控仪、百叶盒温湿度气象站、太阳总辐射传感器分别连接于所述计算机。
[0006]在上述的高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置，所述角度可调式太阳能电池支撑测试平台包括电池支撑面板，转轴，螺栓，后立柱及滑轨式基座；所述电池支撑面板两侧框架安装两根滑轨，所述电池支撑面板一端通过所述转轴与滑轨式基座连接；所述
后立柱通过螺栓固定于电池支撑面板两侧框架滑轨及所述滑轨式基座，并可在滑轨上自由移动。
[0007]在上述的高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置，所述电池支撑面板包含一定数量的通孔，用于所述待测试电池，百叶盒温湿度气象站和太阳总辐射传感器的安装与固定，并且所述三者共面安装放置，保证测试环境的一致。
[0008]在上述的高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置，所述电池支撑面板与滑轨式基座相对角度通过调节后立柱位置，实现电池支撑面板与滑轨式基座间0
‑
90
°
角度可调。
[0009]在上述的高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置，所述继电器电路板包含正负极针脚，计算机程序控制继电器电路板，可依次选择最多108颗太阳能电池。
[0010]在上述的高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置，所述数字源表通过继电器电路板联通选中的待测试电池，并形成电流回路，实现对电池的逐个I
‑
V曲线测试。
[0011]在上述的高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置，所述贴片式热电阻贴敷于所述待测试电池背板，另一端连接与温控仪，实现户外工作条件下电池温度及发热程度的监控。
[0012]一种基于所述的高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置的测试步骤，其特征在于：包括
[0013]步骤1、测试当前环境下的大气温度，湿度，太阳总辐射功率密度，太阳能电池温度，记录当前数据。
[0014]步骤2、计算机同步控制所述继电器电路板选择待测试电池，所述数字源表测试当前环境下的电流电压曲线。并计算得到短路电流，开路电压，填充因子，最大输出功率，串联电阻，并联电阻，其中由电池最大输出功率Pmax与太阳总辐射功率密度比值得到电池在真实户外条件下的光电转换效率。
[0015]步骤3、所有数据存储后，重复步骤1，继电器电路板选择下一颗电池进行电流电压测试，最高实现108电池高通量测试。
[0016]步骤4、通过计算机内置程序控制，在一个测试周期后等待一定时间后进行下一个周期的测试，达到高通量实时自动化评估电池户外性能与稳定性的目的。
[0017]本专利技术具有如下技术效果或者优点：依据不同维度地区年发电量差异，改变后立柱在框架滑轨及滑轨式基座上的位置，将角度可调式太阳能电池支撑测试平台调整为最优倾斜角，使太阳能电池年发电量尽可能大；固定百叶盒温湿度气象站，太阳总辐射传感器和待测试电池于统一共平面的角度可调式太阳能电池支撑测试平台上，实时获得不同太阳辐照强度，不同环境温度，湿度，不同电池温度下的性能参数。真实的反映太阳能电池在户外环境下的工作情况，实时记录户外环境下的电池电流电压曲线，得到电池相关输出特性参数(包括：短路电流，开路电压，填充因子，最大输出功率，串联电阻，并联电阻)，有效的实现了太阳能电池性能在户外环境下的稳定性评估。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅用于优选实施方式的目的，而并不认为是对本发
明的限制。且并未刻意按比例绘制附图，重点在于突出本专利技术的主旨。
[0019]图1为本专利技术的系统结构示意图。
[0020]其中各附图标记为：1
‑
百叶盒温湿度气象站，2
‑
角度可调式太阳能电池支撑测试平台，3
‑
太阳总辐射传感器，4
‑
框架滑轨，5
‑
贴片式热电阻，6
‑
后立柱，7
‑
螺栓，8
‑
滑轨式基座，9
‑
转轴，10
‑
计算机，11
‑
数字源表，12
‑
继电器电路板，13
‑
温控仪，14
‑
电池支撑面板，15
‑
待测试太阳能电池。
具体实施方式
[0021]为了使本领域的人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明，并对本专利技术技术方案进行清楚，完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置，其特征在，包括：角度可调式太阳能电池支撑测试平台、继电器电路板、数字源表、温控仪、百叶盒温湿度气象站、太阳总辐射传感器、贴片式热电阻、计算机；所述太阳能电池支撑测试平台用于放置待测试电池，所述百叶盒温湿度气象站同时与太阳总辐射传感器、被测试太阳能电池正负极、以及继电器电路板连接，所述继电器分别与万用表、计算机连接，所述贴片式热电阻连接于温控仪，数字源表、温控仪、百叶盒温湿度气象站、太阳总辐射传感器分别连接于所述计算机。2.根据权利要求1所述的高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置，其特征在于：所述角度可调式太阳能电池支撑测试平台包括电池支撑面板，转轴，螺栓，后立柱及滑轨式基座；所述电池支撑面板两侧框架安装两根滑轨，所述电池支撑面板一端通过所述转轴与滑轨式基座连接；所述后立柱通过螺栓固定于电池支撑面板两侧框架滑轨及所述滑轨式基座，并可在滑轨上自由移动。3.根据权利要求2所述的高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置，其特征在于：所述电池支撑面板包含一定数量的通孔，用于所述待测试电池，百叶盒温湿度气象站和太阳总辐射传感器的安装与固定，并且所述三者共面安装放置，保证测试环境的一致。4.根据权利要求2所述的高通量太阳能电池户外性能与稳定性测试装置，其特征在于：所述电池支撑面板与滑轨式基座相对角度通过调节后立柱位置，实现电池支撑面板与滑轨式基座间0
‑
90
°
角度可调。...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵杰，郭靖，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：