电性能vs失效分析2

电性能参数与产线异常关系

太阳能电池的工作原理太阳能电池主要依靠P-N结光生伏打效应来工作， 当P型半导体和N型半导体紧密结合成一块时，两者 交接处就形成了P-N结， 设两块均匀掺杂质的P型硅 和N型硅其掺杂浓度为NA ND。 在室温下，硼，磷 原子全部电离，因而在P型硅中均匀分布着浓度为 Pp的空穴(多子)及浓度为Np的电子(少子)。在 N型硅中类似的均匀分布着浓度为Nn的电子(多子) 及浓度为Pn的空穴(少子)。当P型硅和N型硅相 互接触时，交界面两侧的电子和空穴浓度不同，于 是界面附近电子将通过界面向下扩散运动，当它达 到平衡时，于是界两侧正，负电荷区形成一电偶层， 称为阻挡层。因为电偶层中的电子或空穴几乎流失 或复合殆尽，所以又称阻挡层为耗尽层，又因为阻 挡层中充满了固定电荷，故此又称空间电荷区，其 中存在由N区指向P区的电场，称为“内建电场”, 显然，在内建电场作用下，将产生空穴向右，而电 子向左的漂移，其方向正好与扩散方向相反

等效电路图

图中RS即为串联电阻：包括电池的体电阻、表面电阻、电极电阻、 电极与硅表接触电阻等 Rsh为旁漏电阻即为并联电阻，为硅片边缘不清洁及内部缺陷引起

电参数介绍Uoc:开路电压 Isc:短路电流 Rs:串联电阻 Rsh:并联电阻 FF:填充因子 Pmpp:最大功率 Umpp:最大功率点电压 Impp:最大功率点电流 Irev1:反向电流1(-10V) Irev2:反向电流2(-12V) Ncell:转换效率

Impp

Pmp pPmax

Rs = dU/(Isc1Isc2)Rs 是該段 線斜率

△I

△V

主界面

主要参数Uoc Isc Umpp Impp Pmpp FF E nCell Rs Rsh Iap Irev1 Irev2 PSL Usc Temp Open Circuit Voltage [V] Short Circuit Current [A] Voltage at Pmpp [V] Current at Pmpp [A] Maximum Power [W] Fill Factor [%] Irradiance in Pmpp [W/m²] Cell Efficiency [0..1] Serial Resistance [Ohm] Shunt Resistance [Ohm] Current at Uap [A] Reverse Current at Urev1 [A] Reverse Current at Urev2 [A] Error Hardware Error [0;1] Voltage at Isc [V] Temperature [°C] 温度 开路电压 短路电流 工作电压 工作电流 最大功率 填充因子 辐射照度 转换效率 串联电阻 并联电阻 点电流 反向电流1 反向电流2

各个参数之间的关系在所有参数中，只有电压和电流是测量值，其他参数均是计算值。 Pmpp为在I-V曲线上找一点，使改点的电压乘以电流所得最大，该点对应的电压就是最 大功率点电压Umpp,该点对应得电流就是最大功率点电流Impp Rs为在光强为1000W/M2和500W/M2下所得最大功率点的电压差与电流差的比值，只 是一个计算值，所以有时候会出现负值的情况 Rsh为暗电流曲线下接近电流为0时曲线的斜率 Irev1为电压为-10V时的反向电流 Irev2为电压为-12V时的反向电流 Rs和Rsh决定FF R

sh和Irev1、 Irev2有对应的关系 计算公式： Ncell= Pmpp/S(硅片面积) Pmpp= Umpp*Impp= Uoc*Isc*FF FF=(Umpp*Impp)/(Uoc*Isc)

电流与辐照度的关系在理想的条件下，入射到电池表面能量大于材料禁带宽度 的每一个光子产生一个电子流过外电路。在一般状况下， 辐射照度越大，电流越高。对于晶体硅太阳电池，辐射照 度从0上升到4000W/m2,短路电流一直成上升趋势，而 且几乎成线形上升。

电流、电压与温度的关系太阳电池的短路电流并不强烈地依赖温度。随着温度上升， 短路电流略有增加。这是由于半导体禁带宽度通常随温度 的上升而减小使得光吸收随之增加的缘故。电池的其他参 数，开路电压和填充因子都随着温度上升而减小。温度每 升高1℃,晶体硅太阳电池的Voc将约下降0.4%。Voc的显 著变化导致输出功率和效率随温度升高而下降，每升高 1℃,晶体硅太阳电池的输出功率将减少0.4%—0.5%。注 意事项：及时检查温度及光强是否符合要求。

温度

测试外部参数影响I/ A

光强

I/ A

光强降低

温度升高

U/V

U/V

正常测试温度为25±2℃,随着温度的升高，开路电压急剧降低，短路电流略微增大， 整体转换效率降低 正常光强为1000±50W/M2,随着光强的降低，开路电压略微降低，短路电流急剧下 降，整体转换效率降低

常见的低效电性能参数1.Rsh=0 上下探针直接导通，产生情况：碎片、隐裂片

Uoc 0.3795885

Isc

Rs

Rsh

FF

NCell

Irev2

5.097425 0.0075809 0.000393

0 31.345207 0.0391724 12.281931 0 25.575467 0.0217095 12.281931 0 90.24563 0.0040835 12.281931 0 31.538554 0.0627649 12.281931

0.2369517 5.5465228 0.0017169 0.0123084 5.6918997 0.5601122 5.5011746 0.0099782

通常是探针没有压下，未测到片子，产生情况：校片， 2.Rs=1000000 通常是探针没有压下，未测到片子，产生情况：校片，设备维修

Uoc 0.0150656

Isc 0

Rs 0

Rsh 1000000

FF 0

NCell 0

Irev2 0

3.二道铝粉污染 3.二道铝粉污染

Uoc

Isc

Rs 0.0067278 0.0095929 0.0070195

Rsh 8.2767954 8.9881763 11.85189

FF 76.658877 74.342368 76.394735

NCell 0.175444 0.1689486 0.1755708

Irev2 1.373799 1.5217339 0.9382173

0.6270575 5.6509798 0.6278948 5.6038486 0.628503 5.6615675

0.6271887 5.5748617 0.0063347 13.687591 77.579945 0.6279191 0.6278184 0.6280451 0.6275362 0.6285142 5.5131727 0.0112334 5.5790764 0.0107177 5.5935575 0.0064498 5.6676347 0.0080427 5.6437008 0.0091597 8.6063976 11.108134 12.342127 12.548569 10.554495 72.825557 74.071608 77.357535 76.079772 74.743599

0.175197 0.9783956 0.1628298 0.1675687 0.1755199 0.1747651 0.1712371 1.6715945 1.1488794 1.0226494 0.8893893 1.2478269

刻蚀时放反Uoc Isc Rs Rsh FF Irev2 NCell

0.6180001 2.7777532 0.2217889 34.166565 34.975282 0.8291292 0.0404095 0.6211219 3.1740155 0.6257725 0.111332 43.431873 39.835954 0.8831066

0.0528568

3.451195 0.1104398 65.844109 40.405044 0.2156446 0.0587302

PE时放反Uoc Isc Rs Rsh FF NCell Irev2

0.0042319 1.4293474 0.0045513 0.6588125 1.2551878

3.12E-06 12.275726

0.0084475 1.5773007 0.0081247 1.4326175 0.9109182 4.987E-06 12.274223

0.0153496 2.0298398 0.0109233 1.2210956 0.7720504 9.885E-06 12.275726

0.0154133 2.2706323 0.0101854 1.0980207 0.8868621 1.275E-05 12.275726

黑芯片NCell Uoc Isc Rs Rsh FF Irev2 0.1665998 0.6188464 5.1095577 0.0028035 212.84888 78.283199 0.0524876 0.1667489 0.6180908 5.1124622 0.0028509 125.68822 78.404479 0.0874989 0.1669817 0.6184828 5.1103787 0.0028921 135.17862 78.496176 0.0868432 0.1666407 0.6187854 5.1099495 0.0029233 112.58571 78.304148 0.0928269 0.1669533 0.6186372 5.1164951 0.0029321 60.898819 78.369436 0.2117919 0.1689036 0.6193697 5.1617348 0.0029391 107.29364 78.497119 0.1037194 0.1684808 0.6191804 5.1461534 0.0029691 189.63881 78.561709 0.0612759 0.1677464 0.619471 5.1340439 0.0030595 100.42178 78.366935 0.1193255 0.003076 68. …… 此处隐藏：3948字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……