测试图形与测试参数讲解

测试图形与测试参数讲解第一页，共20页。测试原理I-V曲线讲解光电池电流电压特性组件测试参数分解异常图形分析第一页第二页，共20页。测试原理测量原理：测量太阳电池或组件的光伏性能，目前通用的方法是把他们放在稳定的自然或模拟太阳光下，并保持一定的温度，描绘出他们的电流-电压特性曲线，即I-V曲线，同时测定入射光幅照度。然后将测得的数据修正到标准测试条件（STC）或其他所需的幅照度和温度测试。第二页第三页，共20页。标准测试条件（STC全称standardtestconditions）共3个：

光强或幅照度=1000W/㎡

电池温度=25℃±2℃

太阳光谱分布=AM

1.5I-V曲线讲解图形组件通过模拟器在一定的幅照度和温度下测得的一条电流-电压（I-V）曲线，如下图（以GE-200W组件为例）所示纵坐标是电流，横坐标是电压。第三页第四页，共20页。ImpPm(最大的功率点)VmpIscVoc第四页第五页，共20页。光电池电流电压特性光电池电流电压的输出特性:光电池工作时共有三股电流:光生电流Il,在光生电流的电压V下的pn结正向电流IF,流经外路的电流I,IL与IF都流经pn内部,但是方向相反.即I=IF-IlPN光电流Il结正向电流IF负载I第五页第六页，共20页。1、根据pn结整流的方程.在正向偏置下,通过结的正向电流为:

IF=Is[exp(qV/KT)-1]

V是光生电压,Is是反向饱和电流.q为电子电量,K是波耳兹曼常数.T为温度.

太阳能电池与负载接成通路，通过负载的电流是：I=IF-IL=Is[exp(qV/KT)-1]-IL2、开路电压Voc：在pn结开路的情况下（R=∞），此时pn结两端的电压即为开路电压Voc。这时，I=0，即IF=IL，将I=0带入光电池的电压电流方程：I=IF-IL=Is[exp(qV/KT)-1]-IL，得开路电压为：

Voc=KT/qln（IL/Is+1）第六页第七页，共20页。3、短路电流Isc：

将pn结短路（V=0），因而IF=0，这时所得的短路电流为Isc，显然短路电流等于光生电流，即

Isc=IL

4、填充因子FF：

在光电池的伏安特性曲线人一点的输出功率等于该点所对应的矩形面积，其中只有一点是输出最大的功率点，该点的电压和电流分别称为最佳工作电压Vmp和最佳工作电流Imp。

计算公式：FF=Vop×Iop/Voc×Isc.

它表示最大输出功率点所对应的矩形面积在Voc和Isc所组成的矩形面积中所占的百分比。特性好的太阳能电池能国获得较大功率输出的太阳能电池，第七页第八页，共20页。

也就是Voc，Isc，FF乘积较大的电池。对于有合适效率的电池，该值应在70%-85%之间。5、转换效率Eff:Eff=Voc.Jsc.FF/Pin=Voc.(Isc/S).[(Vmp.Imp)/(Voc.Isc)]/Pin

=Vmp.Imp/S.PinJsc:单位面积短路电流密度,单位mA/c㎡:Pin:幅照功率,mW/c㎡:第八页第九页，共20页。

Voc:开路电压，在某特定的温度和幅照度条件下，光伏发电器在无负载(即开路)状态下的电压.单片的电压是0.5-0.6V.Voc=单片电压*电池片数量.

Isc:短路电流，在某种特定温度和幅照度条件下，光伏发电器在短路状态下的输出电流.SerialNumberUocIscPmppUmppImppFFRsRshD7024133.391298.279239206.473926.401277.82060474.68640.5064118326.5647组件测试参数分解第九页第十页，共20页。Pm:最大功率,在电流-电压特性曲线上的电流和电压乘积为最大的点所表示的功率。Vmp:最大功率点的电压(即工作电压),对应于最大功率点的电压.Imp:最大功率点的电流(即工作电流),对应于最大功率点的电流.FF:填充因子,最大功率与开路电压和短路电流乘积的比值.即FF=Pm/Voc×Isc.Rs：串联电阻，是由于电池的材料本身的电阻，薄层电阻，电极接触电阻及电池本身传导电流的电阻所构成的总的串联电阻。第十页第十一页，共20页。Rsh：并联电阻，在pn结形成不完全的部分所导致的漏电流，称为旁路电阻或旁漏电阻。串联电阻Rs与漏点电阻Rsh对光电池效率的影响.如下图所示的等效电路.在实际电池结构中,Rs是二极管结构中的等效串联电阻,希望值越小越好,趋近于零.Rsh是二极管结构中的等效并联电阻,希望值越大越好,趋近于无穷大.IscVIIdVdRshRs第十一页第十二页，共20页。

异常图形的分析

以GE-200W组件为例cellmixSerialNumberUocIscPmppUmppImppFFRsRshS4:M33:3233.44127.9547178.6928.4306.285367.17330.5452107.03第十二页第十三页，共20页。分析:上面的测试图形发生了弯曲,测试参数Isc与Imp都偏低.经检查是由于组件断片引起的低功率组件.

太阳能电池串联连接时,总的输出电流为最小一片电池的值,而总的电压为各电池电压之和,一旦串联时有一个单体电流小于其他单体,整个串联贿赂中其他的单体电流也将降低,因为输出电流取所有单个电池中的最小值,从而大大降低了整个回路的输出功率.第十三页第十四页，共20页。156*156电池片的参数型号(Model)S3S4S5转换效率(Eff)(%)16.25-16.4916.00-16.2415.75-15.99功率(Pm)W3.95-4.013.89-3.953.83-3.89工作电流(Ipm)7.55-7.797.46-7.697.37-7.60短路电流(Isc)8.328.238.17工作电压(Vpm)V0.5110.5100.508开路电压(Voc)V0.6140.6120.610第十四页第十五页，共20页。型号(ModelM1M2M3M4M5转换效率(Eff)(%)15.50-15.7415.25-15.4915.00-15.2414.75-14.9914.50-14.74功率(Pm)W3.77-3.833.71-3.773.65-3.713.59-3.653.53-3.59工作电流(Ipm)A7.28-7.517.20-7.427.12-7.347.04-7.266.95-7.17短路电流(Isc)A8.108.047.957.837.72工作电压(Vpm)V0.5060.5040.5020.4990.496开路电压(Vpm)V0.6070.6040.6010.6000.600第十五页第十六页，共20页。cellmixSerialNumberUocIscPmppUmppImppFFRsRshM4:S52:4C2008052608433.27607.3071191.6927.2237.0415578.830.525207.95第十六页第十七页，共20页。分析:以上的测试图形中可以看出Isc与Imp很接近,实际测试的参数也是如此,在电池片的参数表中可以查到Isc,Imp低于电池片的最小值,所以认为该组件中存在不良的电池片.第十七页第