[发明专利]一种太阳电池的电势感应衰减快速测试方法及系统

说明书

本发明涉及一种太阳电池的电势感应衰减快速测试方法，包括以下步骤：S1、将封装材料与太阳电池堆叠，构成叠层；S2、将叠层置于预设温度不大于120℃的环境中，并将叠层的两个表面分别与两个平面电极贴合；S3、在两个电极之间施加正向或反向的直流电压，以使电场方向从封装材料的玻璃层指向太阳电池；施加的直流电压为1‑20千伏，施加电压的保持时间小于96小时；S4、施加的直流电压解除后，将叠层冷却至室温，从叠层中取出太阳电池并测试其电学性能，以获取太阳电池及封装材料的电势感应衰减特性。本发明在太阳电池与封装材料的玻璃层施加高电压，在两者之间产生极强的电场强度，驱使玻璃中钠离子定向迁移，从而缩短测试时间。

技术领域

本发明属于太阳电池测试技术领域，具体涉及一种太阳电池的电势感应衰减快速测试方法及系统。

背景技术

在光伏电站中，光伏组件通常需要通过串联来实现1000-1500伏左右的系统电压。为了防止触电风险以及抑制组件边框电化学腐蚀，通常将组件边框接地，这样就在光伏组件中电池与组件边框之间形成了约1千伏电势差。在这个电势差的作用下，太阳能组件的发电性能会出现大幅下降，称为电势感应衰减。研究发现，这种衰减主要是由作为封装材料的玻璃中所含的钠离子在上述电势驱动作用下，穿越封装材料层，进入太阳电池中，造成太阳电池的电学性能下降。解决这种衰减的方法包括更换无钠玻璃、更换封装层的高分子材料以及改变太阳电池的表面镀膜层等。目前产业界已经普遍应用上述各种方法来避免大批量产生电势诱导衰减有问题的电池及组件。假如生产异常造成一个批次的太阳电池及组件存在电势诱导衰减问题，往往要到应用这些组件的光伏系统运行一定时期以后才能够发现，造成较大的经济损失。因此，光伏业界需要有一种电势感应衰减效应的测试技术，用于监控太阳电池及组件生产质量、评估消除该效应的各种措施的实际效果。行业内已经有相应的方法来针对太阳电池封装组件的电势感应衰减性能测试，施加的电压为1000伏，测试需要96小时以上，但测试时间很长，难以满足快速评估的要求。另外，也有相关专利，例如，申请号为201611214527.X的专利文献提出了针对太阳电池片的电势感应衰减性能的方法，但此方法只能用于电池片本身的电势感应衰减性能测试，不能用于评估组件封装材料的性能；而且，其通过金属探针的尖端部放电的方式，只能反馈太阳电池局部位置的信息，无法准确地获得太阳电池的整体电势感应衰减性能。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种太阳电池的电势感应衰减快速测试方法及系统。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种太阳电池的电势感应衰减快速测试方法，包括以下步骤：

S1、将封装材料与太阳电池堆叠，构成叠层；

S2、将叠层置于预设温度不大于120℃的环境中，并将叠层的两个表面分别与两个平面电极贴合；

S3、在两个电极之间施加正向或反向的直流电压，以使电场方向从封装材料的玻璃层指向太阳电池；其中，施加的直流电压为1-20千伏，施加电压的保持时间小于96小时；

S4、施加的直流电压解除后，将叠层冷却至室温，从叠层中取出太阳电池并测试其电学性能，以获取太阳电池及封装材料的电势感应衰减特性。

作为优选方案，所述施加的直流电压为5-15千伏。上述电压范围远超出太阳电池组件在实际服役过程中承受1千伏左右的电势差，也远超过常规测试标准规定的1千伏左右的电压标准，可以显著地加速封装材料中的玻璃层的钠离子的迁移，从而缩短测试时间。

作为优选方案，所述施加电压的保持时间为10-24小时。

作为优选方案，所述预设温度为60-120℃。

作为优选方案，所述平面电极为金属电极。

作为优选方案，所述平面电极的材质为铝。

作为优选方案，所述叠层替换为太阳电池组件；