太阳能电池测试整理全研究报告新能源行业资料能源与动力工程.pdf

填空题 1、IEC 61215 中的双 85 是指 试验温度 85C吃C 和 相对湿度为 85%5%_。2、目前，世界围中存在 ANSI、IEC 两大光伏组件测试标准体系，中国 的光伏组件产品测试基本上遵循 IEC 体系的测试标准。3、光伏玻璃通过镀膜来增加透光率，薄膜制备的方法 提拉法和 喷涂 法。4、硅太阳能电池片正面采光面为 负极。5、太阳电池的标准测试条件：辐照度 1000W/m,AM1.5 光谱，电池温度 25C。&太阳电池组件为了获得更高的工作电压，可以把组件 串连 起来,为 了获得更大的输出电流，可以将组件 并联 使用。7、在一定条件下，串联的组件中被遮挡的组件容易产生 热斑效应，会严 重破坏电池组件；通过设计旁路二极管 可有效避免热斑效应对组件的负面 影响。8、IEC 61215 中，紫外光预处理试验采用的波长围是 280nm-385nm，其中，波长为 320nm-385nm 的紫外辐射至多为 10KWh m。9、IEC 61215 机械载荷试验中，一般情况下表面施加负荷 2400Pa _，在试验组件承受雪重压能力时，应施加 5400Pa _ 负荷 10、现有两件 CS5A-160 型号的组件，进行 IEC 61215 可靠性测试的热循环 200 次试验，标准条件下初始试验测得最大功率都为 159W 在结束热循环以及后续 试验，包括湿漏电实验，最后测得最大功率分别为 142W 140VY则代表的这一 批测试组件 不能 通过可靠性测试（能/不能/可能）。判断题（判断以下各题是否正确，正确打V,错误打 X，若有错，请进行改正。）1、从生产线上制作完成的组件，可以直接进行紫外预处理试验。（X）需要进行预处理，累计一定的辐射量 2、用于组件最大功率确定的太阳模拟器辐照不均匀度应小于 2%。（X）小于 5%3、采用 IEC 61215 基本方法测量 NOC 时，需要保留环境温度 30C的记录数据，用 于后续数据处理。（V）4、组件在进行 IEC 61215 湿冻试验时，应保持气候室中 85%的相对湿度。（X）温度在室温上时需要加湿度，室温下不加 5、CS6P-200 型号的组件进行 IEC 61215 湿漏电流试验，组件正负极引出线接到 绝缘测试仪正极，组件边框接到测试仪负极。（X）用金属片连接负极到水溶液 简答题 1、光伏组件测试中的光谱失配误差来源是什么？通常采用什么方法来改善这 种失配？答：光谱失配误差有两个来源：一种是太阳模拟器的光谱和标准太谱不一致，另 一种是被测太阳电池的光谱响应和标准太阳电池的光谱响应不一致。二种情况相比之下，后一种情况更容易产生失配误差，因为待测太阳电池是 多种多样的，不可能每一片待测电池都配上和它光谱响应完全一致的标准太阳电 池。光试基本上遵循体系的测试标准光伏玻璃通过镀膜来增加透光率薄膜制备的方法提拉法和喷涂法硅太阳能电池片正面采光面为负极太阳电池的标准测试条件辐照度光谱电池温度太阳电池组件为了获得更高的工作电压可以把组件串连起重破坏电池组件通过设计路二极管可有效避免热斑效应对组件的负面影响中紫外光预处理试验采用的波长围是其中波长为的紫外辐射至多为机械载荷试验中一般情况下表面施加负荷在试验组件承受雪重压能力时应施加负荷现有两件括湿漏电实验最后测得最大功率分别为批测试组件不能通过可靠性测试能不能可能则代表的这一判断题判断以下各题是否正确正确打错误打若有错请进行改正从生产线上制作完成的组件可以直接进行紫外预处理试验需要进行预处理谱响应之所难于控制，一方面出于工艺上的原因，在众多复杂因素的影响 下，即使是同工艺、同结构、同材料，甚至是同一批生产出来的太阳电池，并不 能保证具有完全相同的光谱响应，另一方面来自测试的困难，光谱响应的测量要 比伏安特性麻烦得多，也不易测量正确，不可能在测量伏安特性之前先把每片太 阳电池的光谱响应测量一下。因此为了改善光谱匹配，最好的办法是设计光谱分 布和标准太谱非常接近的精密型太阳模拟器。2、EVA 乙烯-醋酸乙烯共聚物）为什么要进行交联？常用交联剂的交联度与哪 些因素有关？能否 100 滋联？答：未交联的 EVA 为线状大分子链结构，以物理力聚集在一起，作用力弱，易受 溶剂和热的影响。使 EVA 由线状变成网状结构，即交联，可以提高力学性能、提 高耐热性、增强耐溶剂性能。交联度与层压时间，温度及压力相关 在反应初期，交联基本不发生，随着反应进行，交联度迅速增大，到达一定 交联度后，交联的正逆反应速度相等，达到平衡，交联度保持在一个较高的水平（90流右）不再发生变化。3、热循环试验中，循环 200 次与循环 50 次在测试程序上最大的不同是什么？答：热循环（即温度循环），循环 200 次时需要给组件加上标准测试条件下最大 功率点电流，而且仅在组件超过 25 C时施加，而循环 50 次不需要加电流。4、光伏组件玻璃有什么要求？通常采用什么方法来减小反射带来的能量损失？要求：1、光学性能：高的透光率，一般在 91.7%以上；2、机械性能：2400Pa 的载荷，正反面各压 1h，最后一次正面 5400Pa 的 载荷（雪压）；试基本上遵循体系的测试标准光伏玻璃通过镀膜来增加透光率薄膜制备的方法提拉法和喷涂法硅太阳能电池片正面采光面为负极太阳电池的标准测试条件辐照度光谱电池温度太阳电池组件为了获得更高的工作电压可以把组件串连起重破坏电池组件通过设计路二极管可有效避免热斑效应对组件的负面影响中紫外光预处理试验采用的波长围是其中波长为的紫外辐射至多为机械载荷试验中一般情况下表面施加负荷在试验组件承受雪重压能力时应施加负荷现有两件括湿漏电实验最后测得最大功率分别为批测试组件不能通过可靠性测试能不能可能则代表的这一判断题判断以下各题是否正确正确打错误打若有错请进行改正从生产线上制作完成的组件可以直接进行紫外预处理试验需要进行预处理3、化学性质稳定性：良好的耐酸碱能力，耐水解性；4、良好的耐冷热冲击性能：试样应耐 200 度的温差不破坏；5、冲击性能：25mm 勺冰球以 23m/s 速度撞击玻璃共撞击 11 点 通常采用对玻璃镀膜的方法来减小反射带来的能量损失。四、计算题 1.电池标称工作温度的测量实验中，第一天测试时，测试期间平均环境温度为 18C，平均风速为 0.5m/s，当辐 照度为 800W/m 时，测得电池温度为 37C，环境温度为 15C。第二天测试时，测试期间平均温度为 15C，平均风速为 1m/s，当福照度为 800W/m 时，测得电池温度为 35E，环境温度为 13C。第三天测试时，测试期间平均温度为 20 E，平均风速为 1.1m/s，当福照度 为800W/m 时，测得电池温度为 33E，环境温度为 14C。试估算电池标称工作温度。答：以第一天为例子：（处理依据见讲义 NOCTM量部分）2 800W/m 时，初步的 NOCT=T-T amb+20=37 15+20=42 C 平均环境温度为 18C，平均风速为 0.5m/s，由图得校正因子为-1 C 校正的 NOCT=初步的 NOCT+校正因子=42-1=41 C 依次算出第二、三天的 NOCT 然后求平均。试基本上遵循体系的测试标准光伏玻璃通过镀膜来增加透光率薄膜制备的方法提拉法和喷涂法硅太阳能电池片正面采光面为负极太阳电池的标准测试条件辐照度光谱电池温度太阳电池组件为了获得更高的工作电压可以把组件串连起重破坏电池组件通过设计路二极管可有效避免热斑效应对组件的负面影响中紫外光预处理试验采用的波长围是其中波长为的紫外辐射至多为机械载荷试验中一般情况下表面施加负荷在试验组件承受雪重压能力时应施加负荷现有两件括湿漏电实验最后测得最大功率分别为批测试组件不能通过可靠性测试能不能可能则代表的这一判断题判断以下各题是否正确正确打错误打若有错请进行改正从生产线上制作完成的组件可以直接进行紫外预处理试验需要进行预处理2.利用参考平板法测定组件 NOCT 寸，测试期间平均辐照度为 820W/rh,平均环 境温度为 22C,平均风速为 2m/s。测得参考平板平均温度为 40C,组件 1 平均温度为 43C,组件 2 的平均温度为41C。设参考平板在 SRE 条件下平 均稳态温度为 48C。试估算组件 NOCT 答：取组件 1 的平均温度，计算。円二TJ-T p=43-40=3C 取组件 2 的平均温度，计算D TJP2=TJ-Tp=41-40=1C 取 DTjpm=(DTJP1+Da)?=2C 测试期间平均辐照度为 820W/m2 辐照度校正因子f=800/820=.环境温度为 22C，查表并利用差值公式得22=B-1.00,B=.30-20 0.96-1.00 平均风速为 2m/s，且电池温度较高，查图得风速校正因子：R=.将DTjPm修正到标准参考环境：DTjpm,sre=(BR)DTjPm=.参考平板在 SRE 条件下平均稳态温度为 48 C,组件 NOCT=TpR+D Tjpm,sre=.阿特斯公司生产的 CS5A-160 光伏组件，电性能参数如图所示，由 72(6*12)片 电池片串联构成,Electrical Data CS5A1COM CS5A 160P CSGA70M CS5A-170P CSSAddOM CSSAdfiOP Nominal MaximLm Poverat STC(Pmax)1 0W 170W Optimum Operating Voltage(Vrnp)34.9V 35.5V 3B.1V Opiimum Operating Current(Imp)4辭趙 虬枷 4.tA Opern Circuit(Voc)43.6V 44.5V Short Circuit Currftil(Isc)4.97A 5.1 BA 5.40A Operating Tarnparaturc -40C*BSC fwanimum System Milage 1.000V(IEC)/600V(UL)lUDximum Series Fuse Rating IDA Power Tolrane taw Temperature Coefficient PmaK 0.45%/C Voc 0 35%/C 试基本上遵循体系的测试标准光伏玻璃通过镀膜来增加透光率薄膜制备的方法提拉法和喷涂法硅太阳能电池片正面采光面为负极太阳电池的标准测试条件辐照度光谱电池温度太阳电池组件为了获得更高的工作电压可以把组件串连起重破坏电池组件通过设计路二极管可有效避免热斑效应对组件的负面影响中紫外光预处理试验采用的波长围是其中波长为的紫外辐射至多为机械载荷试验中一般情况下表面施加负荷在试验组件承受雪重压能力时应施加负荷现有两件括湿漏电实验最后测得最大功率分别为批测试组件不能通过可靠性测试能不能可能则代表的这一判断题判断以下各题是否正确正确打错误打若有错请进行改正从生产线上制作完成的组件可以直接进行紫外预处理试验需要进行预处理ISG NOCT 4SV 试求(1)单个电池片的短路电流温度系数，开路电压温度系数。(2)辐照度 1100W/rm 时，lsc1=5.75A,Voc 仁 44.1V,最大功率点附近 P 点 为 5.58A，37.1V，辐照度 900W/m 时，lsc2=4.63A，Voc2=43.0V,最大功率点附近 Q 点 为 4.46A，38.3V，辐照度 700W/m 时，Isc3=3.51A，Voc3=42.2V,最大功率点附近 S 点 为 3.34A，39.7V，求组件的部串联电阻。(3)若辐照度 1100W/m 时数据为 30 r时测得，试将 P 点值转换为标准测试 条件下的值。设标准电池在实测条件下短路电流为 5.8A，标准条件下短路电流 为 5A。电池串联阻利用上题计算所得近似。(4)试说明该组件在 IEC 体系绝缘试验中加电压的技术要点。答：(1)因为组件是由 ns=72 片串联而成，由公式B=ns*B c可得单个电池片的 电压温度系数B c为-0.35%/T除以 72 得-0.0049%/C,电流温度系数a c为 0.060%厂 C。(2)R1=(38.3V-37.1V)/(5.75A-4.63A)1.07 Q Rs2=(39.7V-37.1V)/(5.75A-3.51A)1.16 Q Rs3=(39.7V-38.3V)/(4.63A-3.51A)1.25 Q Rs=(禺+RS2+Rs3)/3=1.16 Q(3)I 2=I 1+I S(I SR/I MR-1+a(T2-T1)=4.9A v 2=V-Rs(|2-I 1)-k*|2(T2-)-B(T2-T1)=37.85V 试基本上遵循体系的测试标准光伏玻璃通过镀膜来增加透光率薄膜制备的方法提拉法和喷涂法硅太阳能电池片正面采光面为负极太阳电池的标准测试条件辐照度光谱电池温度太阳电池组件为了获得更高的工作电压可以把组件串连起重破坏电池组件通过设计路二极管可有效避免热斑效应对组件的负面影响中紫外光预处理试验采用的波长围是其中波长为的紫外辐射至多为机械载荷试验中一般情况下表面施加负荷在试验组件承受雪重压能力时应施加负荷现有两件括湿漏电实验最后测得最大功率分别为批测试组件不能通过可靠性测试能不能可能则代表的这一判断题判断以下各题是否正确正确打错误打若有错请进行改正从生产线上制作完成的组件可以直接进行紫外预处理试验需要进行预处理(4)技术要求：无绝缘击穿(小于 50 卩 A)，或表面无破裂现象 组件面积小于 0.1m2的，绝缘阻抗应该不小于 400MQm 组件面积大于 0.1m2的，绝缘阻抗应该不小于 40MQ-m 有 S 个电池呈单串串联连接，若其中一块被部分遮阴，则会产生热斑效应。如电 池的电流电压曲线如下图所示。d1 和 d2 分别为两种可能的遮光电池反向特性曲线。问：d1 和 d2 分别为什么 类型的热斑，如何确定？其最大消耗功率发生在遮光比分别为多少？最大消耗功 率为多少？试基本上遵循体系的测试标准光伏玻璃通过镀膜来增加透光率薄膜制备的方法提拉法和喷涂法硅太阳能电池片正面采光面为负极太阳电池的标准测试条件辐照度光谱电池温度太阳电池组件为了获得更高的工作电压可以把组件串连起重破坏电池组件通过设计路二极管可有效避免热斑效应对组件的负面影响中紫外光预处理试验采用的波长围是其中波长为的紫外辐射至多为机械载荷试验中一般情况下表面施加负荷在试验组件承受雪重压能力时应施加负荷现有两件括湿漏电实验最后测得最大功率分别为批测试组件不能通过可靠性测试能不能可能则代表的这一判断题判断以下各题是否正确正确打错误打若有错请进行改正从生产线上制作完成的组件可以直接进行紫外预处理试验需要进行预处理D1 为 B 类，d2 为 a 类，通过 di 与 d2 的斜率，斜率大的阻值小，斜率小的阻值 大。B 类最大消耗功率发生在全遮的情况，p=2心3=42 3 A 类最大消耗功率发生在遮光比为遮光电池与（s-1）电池片的短路电流之比，p=22V 3=42 3 CS5P-240 型号的组件，在制造过程中使用的材料有所更改，具体如下：组件采用的多晶硅电池片供应商更改，电池片厚度由原来的 260 m变为 190 m;采用 TPE 代替原来的 TPT 原 60%Sn/40%P的镀锡焊带改为 62%Sn/36%Pb/2%A的镀锡焊带。则需要进行哪些测试，以保持该型号组件符合 IEC61215 的认证？并说明理由。1，外观检查，最大功率确定，绝缘试验，湿漏电流试验，热循环试验，热斑耐久性实验，机械载荷实验，外观检查，最大功率确定，绝缘试验，湿漏电流试验 试基本上遵循体系的测试标准光伏玻璃通过镀膜来增加透光率薄膜制备的方法提拉法和喷涂法硅太阳能电池片正面采光面为负极太阳电池的标准测试条件辐照度光谱电池温度太阳电池组件为了获得更高的工作电压可以把组件串连起重破坏电池组件通过设计路二极管可有效避免热斑效应对组件的负面影响中紫外光预处理试验采用的波长围是其中波长为的紫外辐射至多为机械载荷试验中一般情况下表面施加负荷在试验组件承受雪重压能力时应施加负荷现有两件括湿漏电实验最后测得最大功率分别为批测试组件不能通过可靠性测试能不能可能则代表的这一判断题判断以下各题是否正确正确打错误打若有错请进行改正从生产线上制作完成的组件可以直接进行紫外预处理试验需要进行预处理原因：电池片工艺变更：供应商更改，厚度大于 200 m电池片厚度减小超过 25%2，外观检查，最大功率确定，绝缘试验，湿漏电流试验，紫外预处理实验，热循环实验,引出端强度试验，湿冻试验，外观检查，最大功率确定，绝缘试验，湿漏电流试验 原因：背板变更：不同材料 3，外观检查，最大功率确定，绝缘试验，湿漏电流试验，热循环实验，湿热试验，热斑 耐久实验，外观检查，最大功率确定，绝缘试验，湿漏电流试验 原因：电池互联的材料或方式变更：不同的焊接材料或助焊材料 试基本上遵循体系的测试标准光伏玻璃通过镀膜来增加透光率薄膜制备的方法提拉法和喷涂法硅太阳能电池片正面采光面为负极太阳电池的标准测试条件辐照度光谱电池温度太阳电池组件为了获得更高的工作电压可以把组件串连起重破坏电池组件通过设计路二极管可有效避免热斑效应对组件的负面影响中紫外光预处理试验采用的波长围是其中波长为的紫外辐射至多为机械载荷试验中一般情况下表面施加负荷在试验组件承受雪重压能力时应施加负荷现有两件括湿漏电实验最后测得最大功率分别为批测试组件不能通过可靠性测试能不能可能则代表的这一判断题判断以下各题是否正确正确打错误打若有错请进行改正从生产线上制作完成的组件可以直接进行紫外预处理试验需要进行预处理