4.太阳能电池测试分选工序介绍

太阳能电池测试分选工序介绍对于制作太阳能电池而言，印刷烧结后的电池片已经算是完成了电池片的制作过程，但是怎么去分辨太阳能电池的好坏，这就要用到我们的测试以及分选工序。测试工序是按照效率等电参数的标准对太阳能电池片进行选择，只有符合要求的电池片才能够用力进行组件的制作。分选是按照太阳能电池片的外观标准对太阳能电池片进行选择，只有符合客户要求才是合格的电池片。下面我们针对我们使用的Berger测试机对这两个工序进行一下介绍：一、太阳能电池片的测试1.测试机的构成一般情况下，测试机由三个部分构成：上片单元、测试系统单元、分档单元，分别如下图所示。图1：测试机构成在测试机中，测试系统单元是测试机的核心部位，针对测试系统单元我们进行一下重点的介绍：图2：测试系统单元构成图3：测试机探针图2.Berger测试系统的原理：测试系统的原理是通过模拟1.5AM1000W/cm2太阳光脉冲照射PV电池表面产生光市电电脑模拟负载待测试太阳能电池标准太阳能电池PSS光源电流，光电流流过可编程式模拟负载，在负载两端产生电压，负载装置将采样到的电流、电压、标准片检测到的光强以及感温装置检测到的环境温度值，通过RS232接口传送给监控软件进行计算和修正，得到PV电池的各种指标和曲线、然后根据结果进行分类和结果输出。测试的原理图如:图4所示：其中PV为待测电池片，V为电压测量装置，I为电流测量装置，RL为可编程式模拟负载，它的值可在0.003-400Ω之间变化。图4：Beger测试系统测试原理图3.太阳能电池标准测试前提介绍在太阳能电池的标准测试中，有三个前提因素，即标准太阳光谱为AM1.5，温度为25℃,光强为1000W/M2。当测试数据不是在这个范围时，所测得的数据都是不准确的。下面我们针对这几个前提得到含义以及影响分别介绍一下：所谓光谱为AM1.5，即指的是1.5个大气质量。大气质量被定义为光穿过大气的路径长度，长度最短时的路径（即当太阳处在头顶正上方时）规定为“一个标准大气质量”。“大气质量”量化了太阳辐射穿过大气层时被空气和尘埃吸收后的衰减程度。大气质量由下式给出：AM=1/cos（θ）。根据以上可知，地球大气层外的标准光谱称为AM0，因为光没有穿过任何大气，当太阳处在头顶正上方的光谱为AM1。图:5：大气质量定义图6：AM1.5的光谱曲线备注：蓝色和红色曲线分别为1.5和0大气质量时的辐射强度，绿色曲线代表温度为6000k黑体的辐射强度，彩色柱子代表可见光的波谱。箭头所指的位置代表被相应气体吸收的部分，黑色线显示了能引起人类眼睛感觉的辐射强度。由上图我们可以看到，当太阳光穿过大气的路径长度时，到达地面的光谱会发生变化，因此所有电池片模拟必须是在确定的路径长度下进行测试，在行业中，我们选择AM1.5，我们的氙灯光谱和AM1.5比较接近，因此在太阳能电池的一般测试中选择氙灯来模拟。图10为温度以及光强对测试数据的具体影响：我们可以看到，随着温度的升高，开路电压急剧降低，短路电流略微增大，整体转换效率降低；随着光强的降低，开路电压略微降低，短路电流急剧下降，整体转换效率降低；由图10可见温度和光强的变化也会影响电参数的变化，因此必须定义标准的温度以及光强。I/AU/V温度升高温度U/V光强I/A光强降低图7：温度以及光强对测试数据的具体影响4.测试参数的意义及说明在太阳能电池的测试中，常见参数、各个参数的具体含义以及在测试曲线上的表示如UmppImpp下所示：图8：测试机测试页面主要电参数•T:温度•E:光强•Uoc:开路电压•Isc：短路电流•Rs：串联电阻•Rsh：并联电阻•FF：填充因子•Pmpp：最大功率•Umpp：最大功率点电压•Impp：最大功率点电流•Eff：转换效率•Irev1：反向电流1(-10V)•Irev2：反向电流2(-12V)图9：电参数在测试曲线图上的具体表示在以上的所有参数中，除温度光强外，电参数中只有电压和电流是测量值，其他参数均是计算值。具体计算方法如下：Pmpp为在I-V曲线上找一点，使该点的电压乘以电流所得最大，该点对应的电压就是最大功率点电压Umpp，该点对应得电流就是最大功率点电流Impp；Rs为在光强为1000W/M2和500W/M2下所得最大功率点的电压差与电流差的比值，只是一个计算值，所以有时候会出现负值的情况；Rsh为暗电流曲线下接近电流为0时曲线的斜率；Irev1为电压为-10V时的反向电流；Irev2为电压为-12V时的反向电流；Rs和Rsh决定了FF；Rsh和Irev1、Irev2有对应的关系。在太阳能电池中，各个参数之间并不是相互独立的，一个参数的改变会影响其他参数的值。下图为Rsh以及Rs对电压以及电流影响的模拟图。图10：Rsh以及Rs对电压以及电流影响的模拟图各个参数之间最常用的等式关系如下：Eff=Pmpp/S（硅片面积）Pmpp=Umpp*Impp=Uoc*Isc*FFFF=（Umpp*Impp）/（Uoc*Isc）5.测试机常见故障及处理方法1)上料部分吸双片调整①调整定位片子传感器的高度（1#位置）；②调整吹气量大小（2#位置）；③增加等待拾取时间。（3#位置）；图11：吸双片调整2)测试曲线产生毛刺毛刺的产生原因主要有两个方面：①数据信号在传送时受到马达交流电源线干扰②PSL负载电阻变化不稳定针对以上原因的解决办法如下：①将马达电源线与数据信号线分开；②移动数据线上的磁环，寻找一个合适位置；③重启PSL。图12：毛刺的具体状况二、太阳能电池片的分选1.分选的目的：分选是按照太阳能电池片的外观标准对太阳能电池片进行选择，分为不同的类型，杜绝外观不合格的电池片流入客户手中。2.分选的检验标准现在分选的主要依据是在颜色分类的基础上，按照太阳能电池正背面的印刷质量以及崩边缺角等状况进行分类的，具体的检验标准如下所示：序号项目参数A+片规格A级片规格B级片规格1尺寸检验翘曲度翘曲度＜3.5mm2外观检验颜色等级浅蓝、深蓝、蓝红和深红3片间色差整体颜色统一，包装时必须保证同一档位内电池片颜色相近，不可有明显颜色过渡。4正面印刷的污点(漏浆点，色斑,脏印、水纹、划痕)a）正面无水渍、脏印b）正面无色斑c)正面无漏浆点a）正面无水渍、脏印b）色斑、脏印、发黑部分在50cm垂直距离观察不会造成色差c)栅线外的漏浆点＜0.5mm，栅线上的漏浆点＜0.5mm少于3处且不连续分布a)像裂纹的水纹是不允许的b)呈十字方向的划痕不允许,线状划痕长度不得超过3根细栅线之间的宽度5正面印刷a）正面无虚印b）正面无断线a）方向正确清晰，无浆料污染，不允许重复印刷b）整根银线中虚印长度＜7mmc）断线0.5mm,少于4处且不连续分布,同一根栅线上不得有2个正电极和细栅线接触处断线≤1mm,细栅线上断线0.5-2mm,少于5处6背面印刷的污点a）背面印刷无污染b）背电极印刷无缺失a)轻微的浆料颜色不协调是允许的b)污点不能接触到电池片边缘c)背电极印刷无缺失背电极缺失≤10mm27背面印刷a）背面印刷无铝包b）背面印刷无铝珠c）背电场印刷无缺失a)单个铝包面积≤4mm2,不平整或者铝包的高度≤0.2mm,尖锐状的铝包不允许b）无铝珠c）背电场印刷无缺失背电场缺失面积≤50mm2，背电极和背电场完整套印，不能偏移8印刷偏移印刷无偏移a)沿背电极方向,背电场偏移距离1mm,垂直于背电极的方向偏移＜0.5mmb)电池片正面印刷四周栅线与边缘的偏移量＜0.5mm9崩边无崩边离电池片边缘0.3mm以内允许深度＜0.1mm长度＜0.5mm的片面崩边1个10完整性穿孔、缺角、裂片、碎片不允许11等级类型C级片规格外观超出A级片B级片范围的及边缘崩边≤1mm的电池片属于C级片12D级片规格D类片类型：背铝脱落、十字交叉、正栅线氧化、正删浆料污染≤100m㎡，两次印刷等3.分选的注意事项：①不同网版类型的电池片单独分开检验、包装入库；②不同档位的电池片检验时防止混淆；③在重点进行正面印刷状况检验的基础上加强对背面印刷烧结状况的检查；④发现问题时及时通知相关部门。