测试图形与测试参数讲解教学文案

1、测试图形与测试参数讲解测试原理n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。n标准测试条件（STC 全称 standard test conditions）共3个： 光强或幅照度=1000W/ 电池温度=252 太阳光谱分布=AM 1.5I-V曲线讲解图形曲线讲解图形n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

2、，横坐标是电压。ImpPm(最大的功率点)VmpIscVoc光电池电流电压特性光电池电流电压特性n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I1、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=Isexp(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-I IL L= Isexp(qV/KT)-1-Ise

3、xp(qV/KT)-1-IL2、开路电压开路电压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-I IL L= I Isexp(qV/KT)-1-sexp(qV/KT)-1-IL，得开路电压为： Voc=KT/q lnVoc=KT/q ln（IL/ /I Is+1s+1）3 3、短路电流、短路电流IscIsc： 将pn结短路（V=0），因而I IF=F=0 0，这时所得的短路电流为I Isc，显然短路电流等于光生电流，即I Isc=I IL L4 4、填充因子填充因子FF：在光电池的伏安特

4、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=VopIop/VocIsc.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， 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. PinJ Jsc:单位

5、面积短路电流密度,单位mA/c:Pin:幅照功率, mW/c: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.SerialNumberUocIscPmppUmppImppFFRsRsRshRshD7024133.391298.279239206.473926.401277.82060474.68640.5064118326.5647组件测试参数分解组件测试参数分解nPm:最大功率,在电流-电压特性曲线上的电流和电

6、压乘积为最大的点所表示的功率。nVmp:最大功率点的电压(即工作电压),对应于最大功率点的电压.nImp:最大功率点的电流(即工作电流),对应于最大功率点的电流.nFF: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/VocIsc.nRs：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。nRsh：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.R

7、sh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 异常图形的分析异常图形的分析以GE-200W组件为例cell mixSerialNumberUocIscPmppUmppImppFFRsRshS4:M3 3:320080128017833.44127.9547178.6928.4306.285367.17330.5452107.03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

8、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.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型号(ModelM1M2M3M4M5转换效率(Eff)(%)15

9、.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)V0.6070.6040.6010.6000.600cell mixSerialNumberUocIscPmppUmppImppFFRsRshM4:S5 2:4C2008052608433.27607.3071191.6927.2237.0415578.830.525207.95n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.cell mixSerialNumberUocIscPmppUmppImppFFRsRshM4:S5 2:4C2008052608933.03237.9149192.00727.446.99773.