[发明专利]一种基于LED阵列光源的硅太阳电池光衰装置

说明书

技术领域

本发明涉及硅太阳电池的光衰装置，具体涉及一种基于LED阵列光源的硅太阳电池光衰炉。

背景技术

在晶体硅的制作过程中，无法避免引入少量杂质，如Fe_i⁺、Cr_i⁺；N型掺杂的硅中存在P⁺；P型掺杂的硅中存在B^-或者Ga^-；甚至掺硼P型硅中，经过光照生成的B-O⁺复合体等。这些杂质或者缺陷均会严重影响太阳电池的性能。这种由于光照非平衡载流子注入产生的缺陷对载流子进行复合而引起太阳电池效率下降的现象称为光致衰减。为了测试批次硅电池的光衰特性，在光伏电池和组件的产线上都会抽检电池片或者组件，以此为依据确定电池片或者组件的光衰数据提供给用户。目前业界使用的光衰装置都是以氙灯为光源。相对于LED光源，氙灯能耗大、寿命短、维护成本高、光强不可调、辐照均匀性差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种基于LED阵列光源的硅太阳电池光衰装置。

本发明的有益技术效果是：

由于当硅电池或者组件暴露在一定强度的光照下就会产生光衰现象，因此在产业界就需要掌握批次硅电池片或者组件的光衰特性，以便将光衰特性告知用户。目前业界采用的是使用氙灯（1个标准太阳，AM1.5G）对电池片进行照射，所需时间约为5个小时。本发明通过LED阵列光源在404nm或者940nm或者多个波段的组合，产生最高不低于十个标准太阳辐照光子流密度（所述标准太阳辐照光子流密度为满足AM1.5条件），由于光强可以从0-15个太阳可调，强度远远大于现有技术，因此所需时间只要几分钟。大大提高生产效率。

相对于氙灯光源，本发明以固态发光器件LED为光源，更加稳定、廉价、长寿命，波段选择灵活，辐照强度可调，降低了装备制造成本和维护成本。

本发明采用了高效率且廉价的散热方式对LED光源进行散热，使得所产生的热量能在很短的时间内迅速散掉，以保证整个装置的可靠运行。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是LED阵列的示意图。

图3是光路汇聚系统中的光路图。

图4是水冷系统的示意图。

图5是风冷系统的示意图。

图6是LED阵列的驱动电源的电路结构图。

具体实施方式

图1是本发明的结构示意图。本发明包括用于放置硅太阳电池的检测台。还包括：

一个LED光源系统，包括用于发出光线的LED阵列；LED阵列所发出的光线波长为404nm、940nm或者其他的波长或者几种波长的组合；

一个光学汇聚系统，设置在LED阵列的发光光路上，将LED阵列发出的光线汇聚到检测台上的检测区域；

一个控制器，用以修改整个装置的温度和湿度等参数值，同时可以控制LED阵列所发光线的辐照强度的补偿值，并且对所检测到的硅太阳电池的钝化与缺陷等参数数据进行分析运算。控制器上还连接有键盘和液晶显示屏。键盘用于输入指令，通过操作键盘，可通过改变LED阵列中LED灯珠的驱动电流或者电压来改变光强。并且通过操作键盘，可以控制整个装置的工作状态，实现装置的开关或检测结果输出的控制。在对检测到的数据进行分析运算后，可将结果送至液晶显示器上显示。

本发明还包括水冷系统和风冷系统，起到为LED光源系统散热的作用。

图2是LED阵列示意图。LED阵列包括多个LED灯珠，LED灯珠间隔紧凑的排列，排列位置均匀且相邻的LED灯珠间隔距离相等。当用一种以上的发光波段的LED灯珠组成LED阵列时，不同发光波段的LED灯珠排列位置对称，以便在检测区域，即辐射面上，达到各发光波段强度均匀一致的辐照。在本实施例中，具有6种发光波段的LED灯珠，相同标号的LED灯珠代表其具有相同的发光波段。6种发光波段的LED灯珠如图2所示呈中心对称排列。

LED阵列还需满足的条件是，LED阵列到达检测台的光的最高光子流密度为不低于十倍的标准太阳条件。所述标准太阳条件为光子流密度满足AM1.5条件。

图3是光路汇聚系统的光路图。光学汇聚系统包括多个透镜和反射系统；LED阵列包括多个LED灯珠，透镜一一对应安装在LED灯珠前端。LED阵列所发光线穿过透镜照射到检测台上的检测区域。反射系统包括围绕检测台四周设置的、反射面向内的反射镜，用以将LED阵列所发出的大角度光线反射到检测台上的检测区域。