太陽能電池測(cè)試中電子負(fù)載的應(yīng)用實(shí)例
(1)太陽光普照大地,沒有地域的限制無論陸地或海洋,無論高山或島嶼,都處處皆有,可直接開發(fā)和利用,且無須開采和運(yùn)輸,可以太陽能電池可以直接把太陽能轉(zhuǎn)化為電能。
(2)利用太陽能來發(fā)電,不會(huì)像火力及水力發(fā)電,不會(huì)污染環(huán)境,也不會(huì)阻攔河流,它是最清潔能源之一,在環(huán)境污染及水資源稀缺越來越嚴(yán)重的今天,這一點(diǎn)是極其寶貴的,而太陽能電池則可有效地把太陽能轉(zhuǎn)化為電能予以保存下來。
(3)每年到達(dá)地球表面上的太陽能輻射約相當(dāng)于130萬億噸煤,其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源,這就給太陽能電池提供了充足的能源動(dòng)力。
(4)根據(jù)目前太陽產(chǎn)生的核能速率估算,氫的貯量足夠維持上百億年,而地球的壽命也約為幾十億年,從這個(gè)意義上講,可以說太陽的能量是用之不竭的,可給太陽能電池發(fā)展一個(gè)廣闊而長(zhǎng)遠(yuǎn)的空間。
太陽能產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)增加了對(duì)太陽能電池測(cè)試和測(cè)量解決方案的需求,而且隨著太陽能電池尺寸的增大和效率的提高,電池測(cè)試需要運(yùn)用更大的電流和更高的功率水平,這就要求采用更加靈活的測(cè)試設(shè)備。
通常需要測(cè)量太陽能電池的幾項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù),這些參數(shù)主要是:
●開路電壓。在電流等于0時(shí)的電池電壓。
●短路電流。當(dāng)負(fù)載電阻等于0時(shí),從電池流出的電流。
●電池的最大功率輸出。電池輸出最大功率時(shí)的電壓值和電流值。
●電池的電壓值。
●電池的電流值。
● 電池串聯(lián)電阻。
● 電池旁路電阻(或并聯(lián)電阻)。
常見解決方案
現(xiàn)在,太陽能電池測(cè)試解決方案主要有兩種形式:完整的交鑰匙系統(tǒng)和通用的測(cè)試儀器。
如果需要在太陽能電池最大輸出功率時(shí)進(jìn)行測(cè)試,許多研究實(shí)驗(yàn)室都具備低功耗四象限電源(有時(shí)也稱為SMU),并具有以下功能:
● 提供精確的正電壓和負(fù)電壓(“提供”也可稱為“施加”)。
● 提供精確的正向和反向電流(提供反向電流也被稱為電流流入到電源中)。
● 精確地測(cè)量待測(cè)器件(DUT)的電壓和電流(測(cè)量也被稱為檢測(cè))。
大多數(shù)高精度四象限電源都只能提供3A的電流或20W的連續(xù)功率。
在測(cè)試較小的單個(gè)電池時(shí),這些最大電流和功率是可接受的,但是隨著電池技術(shù)向更高的效率、更大的電流密度和更大的電池尺寸推進(jìn),電池的功率輸出將很快會(huì)超出這些四象限電源的最大額定值。太陽能模組的輸出通常會(huì)超過50W,而且可能會(huì)爬升至300W或更高,這意味著許多針對(duì)模組的測(cè)試都無法使用四象限電源來完成。
在這些情況下,工程師應(yīng)當(dāng)借助于現(xiàn)成的電子負(fù)載、直流電源、DMM和數(shù)據(jù)采集設(shè)備,包括溫度測(cè)量、掃描、轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)記錄設(shè)備,以便在寬泛的操作范圍內(nèi)靈活地進(jìn)行獨(dú)特的測(cè)試,并且達(dá)到預(yù)期的測(cè)試精度。例如,可以使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來掃描環(huán)境和待測(cè)器件的溫度,已校準(zhǔn)的參考電池的電壓,以及在測(cè)試中需要捕獲的各種其他測(cè)試參數(shù)。?
對(duì)于太陽能電池的測(cè)試,一般標(biāo)準(zhǔn)的電子負(fù)載就可用于測(cè)試太陽能電池。
考慮到太陽能電池會(huì)產(chǎn)生能量,當(dāng)使用四象限電源對(duì)它進(jìn)行測(cè)試時(shí),電源的實(shí)際工作模式是:太陽能電池在電源的端子上施加一個(gè)正電壓。同時(shí),電流從太陽能電池流入四象限電源的端子,這意味著四象限電源看到的是反向電流(就其端子而言)。在這些條件下,也可以稱四象限電源是“電源沉”。
評(píng)論